ES2951546T3

ES2951546T3 - Composición de revestimiento que comprende aditivos de amina cuaternaria y su uso

Info

Publication number: ES2951546T3
Application number: ES16791716T
Authority: ES
Inventors: Amelia Hadler; Ben Faber; Jennifer E Clark; Britt A Minch
Original assignee: Lubrizol Corp
Current assignee: Lubrizol Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2016-10-11
Publication date: 2023-10-23
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: CA3004081A1; US20180319999A1; JP2018536090A; US10669433B2; EP3374440B1; CN108368358B; KR20180083363A; CN108368358A; WO2017083042A1; EP3374440A1; JP7004458B2; US11225580B2; US20200248005A1

Abstract

La tecnología descrita se refiere a composiciones de revestimiento preventivas de corrosión u oxidación y métodos de su uso. Las composiciones comprenden una composición preventiva de la oxidación, que incluye opcionalmente un diluyente y una sal de amonio cuaternario. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición de revestimiento que comprende aditivos de amina cuaternaria y su uso

Antecedentes de la invención

La tecnología descrita se refiere a composiciones que contienen una sal de amonio cuaternario para fluidos hidráulicos y/o para trabajar metales que tienen una separación del agua mejorada. En particular, la tecnología se refiere a composiciones de revestimiento preventivas de la corrosión o preventivas del óxido y a métodos para su uso. Tales composiciones de revestimiento comprenden una composición preventiva del óxido, que incluye opcionalmente un diluyente y una sal de amonio cuaternario.

La mayoría de los preventivos del óxido (PO) se basan en ceras blandas generadas en refinerías del Grupo I. Las ceras naturales brindan una alternativa a las ceras blandas del Grupo I en los preventivos del óxido, y los PO a base de cera natural pueden ofrecer una protección mejorada contra la niebla salina, entre otras características. Sin embargo, las aplicaciones de los PO naturales a base de cera están limitadas por su escasa capacidad para separar el agua. Una buena separación del agua es una característica necesaria para los PO que se aplican en tanques de inmersión, para evitar que el PO a base de disolvente se diluya con agua remanente de procesos de lavado o mecanizado anteriores.

Existe la necesidad de encontrar aditivos que puedan usarse para mejorar las propiedades de separación del agua de los fluidos para trabajar metales, así como los fluidos hidráulicos, sin comprometer otros factores clave de rendimiento. Como se ha mencionado anteriormente, las nuevas formulaciones experimentales a base de ceras naturales tienen propiedades deficientes de separación del agua, pero los PO disponibles en el mercado tienen problemas similares con la separación del agua.

Resumen de la invención

Los aditivos desemulsionantes, incluidas varias estructuras de amina cuaternaria, se probaron en un preventivo del óxido a base de cera de petróleo oxidado y dos PO a base de cera de origen natural. Se demostró que los aditivos de amina cuaternaria mejoran los tiempos de separación del agua en los tres PO a menos de 15 minutos y, en algunos casos, la separación del agua mejoró a menos de 10 minutos. Además, cuando se usaron en concentraciones suficientemente bajas, los aditivos no tuvieron efectos negativos sobre las propiedades de rendimiento clave, como la protección contra la corrosión, como se mide mediante la norma de niebla salina ASTM B117. Por tanto, en un aspecto, la tecnología descrita resuelve el problema de la separación del agua en los aditivos antioxidantes empleando sales de amonio cuaternario como agentes desemulsionantes.

El objeto de la presente invención se refiere a composiciones de revestimiento y a usos de las mismas, y se define en las reivindicaciones 1-21 adjuntas.

En consecuencia, se proporciona una composición de revestimiento que comprende;

a. una composición preventiva del óxido, y

b. una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reacción de

i. un compuesto cuaternizable que es el producto de reacción de:

1. un agente acilante sustituido con hidrocarbilo, en donde el sustituyente hidrocarbilo tiene un peso molecular promedio en número de 100 a 5000, y

2. un compuesto que contiene nitrógeno seleccionado de un compuesto de imidazol que contiene un grupo amino terciario de fórmula:

en donde R es una amina o alcanol capaz de condensarse con dicho agente acilante sustituido con hidrocarbilo y que tiene de 3 a 8 átomos de carbono, o

en donde cada R1 y R2, individualmente, es un grupo hidrocarbilo C1 a C6, R es un grupo alquilo C1 a C6, y cada R3, R4, R5 y R6, individualmente, es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1 a C6; y

ii. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino cuaternizable del compuesto que contiene nitrógeno en un nitrógeno cuaternario.

c. un aceite de viscosidad lubricante o un diluyente volátil.

En una realización, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo puede ser anhídrido poliisobutenilsuccínico o ácido poliisobutenilsuccínico. En una realización adicional, el sustituyente hidrocarbilo puede ser un poliisobutileno que tiene un peso molecular de 100 a 5000.

En una realización, el compuesto que contiene nitrógeno puede ser un compuesto de imidazol que contiene un grupo amino terciario de fórmula:

en donde R es una amina o alcanol capaz de condensarse con dicho agente acilante sustituido con hidrocarbilo y que tiene de 3 a 8 átomos de carbono.

En una realización, el compuesto que contiene nitrógeno puede ser cualquiera de las fórmulas a continuación;

en donde cada R1 y R2, individualmente, es un grupo hidrocarbilo C1 a C6, R es un grupo alquilo C1 a C6, y cada R3, R4, R5 y R6, individualmente, es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1 a C6.

En una realización, el agente cuaternizante es capaz de acoplar más de un compuesto cuaternizable de (a). En otra realización, la relación del compuesto de (a) al agente cuaternizante de (b) es de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:1.

En algunas realizaciones, el agente cuaternizante se puede elegir de poliepóxidos, polihaluros, haluros epoxídicos, poliésteres aromáticos y mezclas de los mismos. En una realización, el agente cuaternizante se puede elegir de diepóxidos o dihaluros de alquilo. En otras realizaciones, el agente cuaternizante se puede elegir de diglicidiléter de 1,4 butanodiol o bisfenol-A-diglicidiléter.

En las realizaciones, el agente cuaternizante puede ser al menos un epóxido funcionalizado con alcohol, epóxidos C4 a C14 o una mezcla de los mismos. En realizaciones particulares, el agente cuaternizante puede ser glicidol. En realizaciones adicionales, el agente cuaternizante puede ser epoxihexadecano. En otras realizaciones adicionales, el agente cuaternizante puede ser óxido de butileno.

En algunas realizaciones, el agente cuaternizante puede emplearse en presencia de un disolvente prótico. En algunas realizaciones, el disolvente prótico puede ser 2-etilhexanol, agua y mezclas de los mismos.

En las realizaciones, el agente cuaternizante puede emplearse en presencia de un ácido. En realizaciones particulares, el ácido puede estar presente en la estructura del agente acilante.

En las realizaciones, el agente cuaternizante se puede elegir de sulfatos de dialquilo, haluros de alquilo, carbonatos sustituidos con hidrocarbilo, epóxidos de hidrocarbilo, carboxilatos, ésteres de alquilo y mezclas de los mismos.

La composición de revestimiento también puede contener al menos otro aditivo además del preventivo del óxido y la sal de amonio cuaternario. En una realización, al menos otro aditivo puede ser al menos un ácido succínico sustituido con hidrocarbilo no cuaternizado.

Un aspecto adicional de la invención es el uso de una composición preventiva del óxido como se ha descrito anteriormente para proporcionar la prevención del óxido de una superficie metálica, en donde el uso comprende aplicar dicha composición preventiva del óxido a la superficie metálica.

Otro aspecto de la tecnología incluye el uso de una sal de amonio cuaternario como se ha definido anteriormente para proporcionar separación del agua para una composición de revestimiento que comprende una composición preventiva del óxido.

Descripción detallada de la invención

Diversas características y realizaciones preferidas se describirán a continuación a modo de ilustración no limitativa.

Un aspecto de la tecnología descrita se refiere a una composición de revestimiento como se define en la reivindicación 1 para la protección de superficies metálicas, especialmente superficies ferrosas. En una realización, la composición de revestimiento puede ser un fluido para trabajar metales. Los fluidos para trabajar metales incluyen, por ejemplo, composiciones de revestimiento preventivas del óxido para aplicaciones de protección contra el óxido en superficies metálicas. Los fluidos para trabajar metales también pueden incluir aplicaciones para trabajar metales con aceite puro, tales como fluidos para trabajar metales.

Sal de amonio cuaternario

La producción de una sal de amonio cuaternario generalmente da como resultado una mezcla de compuestos que incluyen una sal o sales de amonio cuaternario, y esta mezcla puede ser difícil de definir aparte de las etapas del proceso que se emplean para producir la sal de amonio cuaternario. Además, el proceso por el cual se produce una sal de amonio cuaternario puede ser influyente para impartir características estructurales distintivas al producto final de sal de amonio cuaternario que puede afectar las propiedades del producto de sal de amonio cuaternario. Como se usa en el presente documento, la referencia a la sal de amonio cuaternario incluye la referencia a los compuestos de la mezcla que incluyen una sal o sales de amonio cuaternario como se describen en el presente documento, así como la referencia a la propia sal de amonio cuaternario.

El compuesto cuaternizable de (a) empleado para preparar la sal de amonio cuaternario puede ser a su vez el producto de reacción de (i) un agente acilante sustituido con hidrocarbilo, y (ii) un compuesto que contiene nitrógeno como se define en la reivindicación 1. Más particularmente, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo de (a)(i) puede consistir en un agente acilante funcionalizado con un sustituyente hidrocarbilo que tiene un peso molecular promedio en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 5000, o de 300 a aproximadamente 3000, o de 500 a 2500, y en una realización, de aproximadamente 300 a aproximadamente 750, o de aproximadamente 1300 a aproximadamente 3000.

Se describen ejemplos de sales de amonio cuaternario y métodos para preparar las mismas en las siguientes patentes, que se incorporan por la presente como referencia, US-4.253.980, US-3.778.371, US-4.171.959, US-4.326.973, US-4.338.206, US-5.254.138 y US-7.951.211.

A continuación se proporcionan detalles sobre el compuesto cuaternizable, y específicamente, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo y el compuesto que contiene nitrógeno, así como el agente cuaternizante.

El agente acilante sustituido con hidrocarbilo

El agente acilante sustituido con hidrocarbilo empleado para preparar el compuesto cuaternizable puede ser el producto de reacción del precursor del sustituyente hidrocarbilo, que es un hidrocarburo de cadena larga, generalmente una poliolefina, con un reactivo de ácido carboxílico monoinsaturado tal como (i) ácido dicarboxílico C4 a C10 a,pmonoinsaturado tal como ácido fumárico, ácido itacónico, ácido maleico; (ii) derivados de (i) tales como anhídridos o mono- o di-ésteres derivados de alcohol C1 a C5 de (i); (iii) ácido monocarboxílico C3 a C10 a,p-monoinsaturado tal como ácido acrílico y ácido metacrílico; o (iv) derivados de (iii) tales como ésteres derivados de alcohol C1 a C5 de (iii).

El sustituyente hidrocarbilo es un grupo hidrocarbilo de cadena larga. En una realización, el grupo hidrocarbilo puede tener un peso molecular promedio en número (Mn) de aproximadamente 1300 a aproximadamente 3000. El Mn del sustituyente hidrocarbilo también puede ser de aproximadamente 1500 a aproximadamente 2800 o 2900, o de aproximadamente 1700 a aproximadamente 2700, o de aproximadamente 1900 a aproximadamente 2600, o de aproximadamente 2000 a aproximadamente 2500. En una realización, el sustituyente hidrocarbilo puede ser cualquier compuesto que contenga un enlace olefínico representado mediante la fórmula general:

(R1)(R2)C=C(R6)(CH(R7)(R8)) (I)

en donde cada uno de entre R1 y R2 es, independientemente, hidrógeno o un grupo a base de hidrocarburo. Cada uno de entre R6, R₇y R₈es, independientemente, hidrógeno o un grupo a base de hidrocarburo; preferiblemente al menos uno es un grupo a base de hidrocarburo que contiene al menos 20 átomos de carbono.

Los polímeros de olefinas para la reacción con los ácidos carboxílicos monoinsaturados pueden incluir polímeros que comprenden una cantidad molar mayor de C2 a C20, por ejemplo, monoolefina C2 a C5. Tales olefinas incluyen etileno, propileno, butileno, isobutileno, penteno, octeno-1 o estireno. Los polímeros pueden ser homopolímeros tales como poliisobutileno, así como copolímeros de dos o más de esas olefinas tales como copolímeros de; etileno y propileno; butileno e isobutileno; propileno e isobutileno. Otros copolímeros incluyen aquellos en los que una cantidad molar menor de los monómeros del copolímero por ejemplo, 1 a 10 % en moles es una diolefina C4 a Cis, por ejemplo, un copolímero de isobutileno y butadieno; o un copolímero de etileno, propileno y 1,4-hexadieno. En una realización, al menos un R de la Fórmula (I) se deriva de polibuteno, es decir, polímeros de olefinas C4, que incluyen 1-buteno, 2-buteno e isobutileno. Los polímeros C4 pueden incluir poliisobutileno. En otra realización, al menos un R de la Fórmula (I) se deriva de polímeros de etileno-alfa olefina, que incluyen polímeros de etilenopropileno-dieno. Se describen copolímeros de etileno-alfa olefina y los terpolímeros de etileno-olefina inferior-dieno en numerosos documentos de patente, incluida la publicación de patente europea EP 0279 863 y las siguientes patentes de los Estados Unidos: 3.598.738; 4.026.809; 4.032.700; 4.137.185; 4.156.061; 4.320.019; 4.357.250; 4.658.078; 4.668.834; 4.937.299; 5.324.800, cada una de las cuales se incorpora en el presente documento como referencia para descripciones relevantes de estos polímeros a base de etileno.

En otra realización, los enlaces olefínicos de la Fórmula (I) son predominantemente grupos vinilideno, representados por las siguientes fórmulas:

en donde R es un grupo hidrocarbilo

en donde R es un grupo hidrocarbilo.

En una realización, el contenido de vinilideno de la Fórmula (I) puede comprender al menos aproximadamente 30 % en moles de grupos vinilideno, al menos aproximadamente 50 % en moles de grupos vinilideno, o al menos aproximadamente 70 % en moles de grupos vinilideno. Tales materiales y métodos para prepararlos se describen en las patentes US-5.071.919; US-5.137.978; US-5.137.980; US-5.286.823, US-5.408.018, US-6.562.913, US-6.683.138, US-7.037.999 y los n.° de publicación de los EE.UU. 20040176552A1,20050137363 y 20060079652A1, que se incorporan expresamente en el presente documento como referencia, dichos productos son comercializados por BASF, con el nombre comercial GLISSOPAL® y por Texas PetroChemical LP, con el nombre comercial TPC 1105™ y TPC 595™. Los métodos para fabricar agentes acilantes sustituidos con hidrocarbilo a partir de la reacción del reactivo de ácido carboxílico monoinsaturado y el compuesto de fórmula (I) son bien conocidos en la técnica y se describen en las siguientes patentes: Las patentes US-3.361.673 y US-3.401.118 para provocar una reacción “ eno” térmica; las patentes US-3.087.436; US-3.172.892; US-3.272.746, US-3.215.707; US-3.231.587; US-3.912.764; US-4.110.349; US-4.234.435: US-6.077.909: US-6.165.235 y se incorporan por la presente como referencia.

En otra realización, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo puede prepararse a partir de la reacción de al menos un reactivo carboxílico representado por las siguientes fórmulas:

(R³C(O)(R⁴)ⁿC(O))R⁵(IV)

y

en donde cada uno de entre R³, R⁵y R⁹es independientemente H o un grupo hidrocarbilo, R⁴es un grupo hidrocarbileno divalente y n es 0 o 1 con cualquier compuesto que contenga un enlace olefínico como se representa mediante la fórmula (I). Se describen compuestos y procesos para fabricar estos compuestos en las patentes US-5.739.356; US-5.777.142; US-5.786.490; US-5.856.524; US-6.020.500; y US-6.114.547.

En otra realización más, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo puede prepararse a partir de la reacción de cualquier compuesto representado mediante la fórmula (I) con (IV) o (V), y puede realizarse en presencia de al menos un aldehído o cetona. Los aldehídos adecuados incluyen formaldehído, acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, isobutiraldehído, pentanal, hexanal, heptaldehído, octanal, benzaldehído y aldehídos superiores. Son útiles otros aldehídos, tales como dialdehídos, especialmente glioxal, aunque generalmente se prefieren los monoaldehídos. En una realización, el aldehído es formaldehído, que se puede suministrar como la solución acuosa frecuentemente denominada formalina, pero se usa más frecuentemente en forma polimérica como paraformaldehído, que es un equivalente reactivo o una fuente de formaldehído. Otros equivalentes reactivos incluyen hidratos o trímeros cíclicos. Las cetonas adecuadas incluyen acetona, butanona, metiletilcetona y otras cetonas. Preferiblemente, uno de los dos grupos hidrocarbilo es metilo. También son útiles las mezclas de dos o más aldehídos y/o cetonas.

Se describen compuestos y los procesos para fabricar estos compuestos en las patentes US-5.840.920; US-6.147.036; y US-6.207.839.

En otra realización, el agente acilante sustituido con hidrocarbilo puede incluir compuestos de ácido alcanoico de bisfenol de metileno, el producto de condensación de (i) compuesto aromático de fórmula:

R^m-Ar-Z^c(VI)

en donde R es independientemente un grupo hidrocarbilo, Ar es un grupo aromático que contiene de 5 a aproximadamente 30 átomos de carbono y de 0 a 3 sustituyentes opcionales tales como amino, hidroxi- o alquilpolioxialquilo, nitro, aminoalquilo, carboxi o combinaciones de dos o más de dichos sustituyentes opcionales, Z es independientemente OH, alcoxi inferior, (OR¹⁰)^bOR¹¹, u O- en donde cada R¹⁰es independientemente un grupo hidrocarbilo divalente, R¹¹es H o hidrocarbilo y b es un número que varía de 1 a aproximadamente 30. c es un número que varía de 1 a aproximadamente 3 y m es 0 o un número entero de 1 hasta aproximadamente 6, con la condición de que m no supere el número de valencias del Ar correspondiente disponible para la sustitución y (ii) al menos en un reactivo carboxílico tal como los compuestos de fórmula (IV) y (V) descritos anteriormente. En una realización, al menos un grupo hidrocarbilo del resto aromático se deriva de polibuteno. En una realización, la fuente de grupos hidrocarbilo son los polibutenos descritos anteriormente obtenidos por polimerización de isobutileno en presencia de un catalizador de ácido de Lewis tal como tricloruro de aluminio o trifluoruro de boro.

Se describen compuestos y procesos para fabricar estos compuestos en las patentes US-3.954.808; US-5.336.278; US-5.458.793; US-5.620.949; US-5.827.805; y US-6.001.781.

En otra realización, la reacción de (i) con (ii), opcionalmente en presencia de un catalizador de ácido tal como ácidos sulfónicos orgánicos, heteropoliácidos y ácidos minerales, se puede realizar en presencia de al menos un aldehído o cetona. El reactivo de aldehído o cetona empleado en esta realización es el mismo que aquellos descritos anteriormente. La relación del compuesto hidroxiaromático: reactivo carboxílico: aldehído o cetona puede ser 2:(0,1 a 1,5): (1,9 a 0,5). En una realización, la relación es 2:(0,8 a 1,1): (1,2 a 0,9). Las cantidades de los materiales alimentados a la mezcla de reacción normalmente se aproximarán a estas relaciones, aunque es posible que sea necesario realizar correcciones para compensar la mayor o menor reactividad de un componente u otro, para llegar a un producto de reacción con la relación deseada de monómeros. Dichas correcciones resultarán evidentes para el experto en la técnica. Aunque los tres reactivos pueden reaccionar simultáneamente para formar el producto, también es posible realizar la reacción secuencialmente, por lo que el hidroxiaromático reacciona en primer lugar con el reactivo carboxílico y después de eso con el aldehído o la cetona, o viceversa. Se describen compuestos y los procesos para fabricar estos compuestos en la Patente de los EE.UU. N.° 5.620.949.

Se pueden encontrar otros métodos para preparar el agente acilante sustituido con hidrocarbilo en la siguiente referencia, patentes US-5.912.213; US-5.851.966; y US-5.885.944 que se incorporan por la presente como referencia.

Compuesto que contiene nitrógeno

La composición de la presente invención contiene un compuesto que contiene nitrógeno como se define en la reivindicación 1. En alguna realización, la sal de amonio cuaternario puede ser una sal de amonio cuaternario que contiene imida, en cuyo caso el compuesto que contiene nitrógeno tiene un átomo de nitrógeno capaz de reaccionar con el agente acilante y además tiene un grupo amino cuaternizable. En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario puede ser una sal de amonio cuaternario que contiene amida o éster, en cuyo caso el compuesto que contiene nitrógeno puede tener un oxígeno o un átomo de nitrógeno capaz de reaccionar con el agente acilante y tiene además un grupo amino cuaternizable. En una realización, el compuesto que contiene nitrógeno puede estar libre de átomos de oxígeno. Un grupo amino cuaternizable es cualquier grupo amino primario, secundario o terciario en el compuesto que contiene nitrógeno que está disponible para reaccionar con un agente cuaternizante para convertirse en un grupo amino cuaternario.

Se describen compuestos que contienen nitrógeno representados por las siguientes fórmulas:

o

en donde X es un grupo alquileno que contiene de aproximadamente 1 a aproximadamente 4 átomos de carbono; R2, R3 y R4 son grupos hidrocarbilo.

Los ejemplos del compuesto que contiene nitrógeno capaz de reaccionar con el agente acilante pueden incluir, pero no se limitan a: dimetilaminopropilamina, N,N-dimetil-aminopropilamina, N,N-dietil-aminopropilamina, N,N-dimetilaminoetilamina etilendiamina, 1,2-propilendiamina, 1,3-propilendiamina, butilendiaminas isoméricas, pentanodiaminas, hexanodiaminas, heptanodiaminas, dietilentriamina, dipropilentriamina, dibutilentriamina, trietilentetraamina, tetraetilentepentaamina, pentaetilenhexaamina, hexametilentetramina y bis(hexametilen)triamina, diaminobencenos, diaminopiridinas o mezclas de los mismos. Los compuestos que contienen nitrógeno capaces de reaccionar con el agente acilante y que además tienen un grupo amino cuaternizable pueden incluir compuestos heterocíclicos sustituidos con aminoalquilo tales como 1-(3-aminopropil)imidazol y 4-(3-aminopropil)morfolina, 1-(2-aminoetil)piperidina, 3,3-diamino-N-metildipropilamina, 3'3-aminobis(N,N-dimetilpropilamina). Los compuestos que contienen nitrógeno adicionales capaces de reaccionar con el agente acilante y que tienen un grupo amino cuaternizable incluyen alcanolaminas que incluyen, aunque no de forma limitativa, trietanolamina, trimetanolamina, N,N-dimetilaminopropanol, N,N-dietilaminopropanol, N,N-dietilaminobutanol, N,N,N-tris(hidroxietil)amina, N,N,N-tris(hidroximetil)amina, N-N-dimetiletanolamina, N-N-dietiletanolamina, 2-(diisopropilamino)etanol, 2-(dibutilamino)etanol, 3-dimetilamino-1-propanol, 3-dietilamino-1-propanol, 1-dimetilamino-2-propanol, 1-dietilamino-2-propanol, 2-dimetilamino-2-metil-1-1propanol, 5-dimetilamino-2-propanol, 2-[2-(dimetilamino)etoxi]-etanol, 4-metil-2-{piperidino metil}fenol, 1 -bencil-3-pirrolidinol, 1-bencipirrolidina-2-metanol, 2,4,6-tri(dimetilaminometil)fenol, aminas dialcoxiladas tales como Ethermeen T12. En algunas realizaciones, el compuesto que contiene nitrógeno excluye dimetilaminopropilamina.

En una realización, el compuesto que contiene nitrógeno puede ser un imidazol, por ejemplo, como se representa por la siguiente fórmula:

en donde R es una amina o alcanol capaz de condensarse con dicho agente acilante sustituido con hidrocarbilo y que tiene de 3 a 8 átomos de carbono

En una realización, el compuesto que contiene nitrógeno puede representarse por al menos una de las fórmulas X u XI:

en donde cada X puede ser, individualmente, un grupo hidrocarbilo C1 a C6, Ri es un grupo alquilo C1 a C6, y cada R puede ser, individualmente, un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1 a C6. En una realización, X puede ser, por ejemplo, un grupo alquilo C1, C2 o C3. En algunas realizaciones, Ri puede ser, por ejemplo, un grupo alquilo C1, C2 o C3. En las mismas o diferentes modalidades, cada R puede ser, por ejemplo, H o un grupo alquilo C1, C2 o C3. Compuesto cuaternizable

Los agentes acilantes sustituidos con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno que se describieron anteriormente se hacen reaccionar juntos para formar un compuesto cuaternizable. Los métodos y procesos para hacer reaccionar los agentes de acilación sustituidos con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno se conocen bien en la técnica.

En las realizaciones, la reacción entre los agentes de acilación sustituidos con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno se puede realizar a temperaturas superiores a aproximadamente 80 °C, o 90 °C, o en algunos casos a 100 °C, tal como entre aproximadamente 100 y aproximadamente 150 o 200 °C, o aproximadamente 125 y 175 °C. Tales temperaturas de reacción son particularmente adecuadas para preparar compuestos de imida, pero no se limitan a ellas. A las temperaturas anteriores, puede producirse agua durante la condensación, a la que se hace referencia en la presente descripción como el agua de reacción. En algunas realizaciones, el agua de reacción puede eliminarse durante la reacción, de modo que el agua de reacción no vuelve a la reacción y reacciona más. En modalidades, la reacción entre los agentes acilantes sustituidos con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno puede llevarse a cabo a temperaturas de menos de aproximadamente 80 °C, tal como entre aproximadamente 30 y aproximadamente 70 o 75 °C, o aproximadamente 40 y aproximadamente 60 °C. Tales temperaturas de reacción son particularmente adecuadas para preparar compuestos de amida o éster, pero no se limitan a ellas.

Los agentes acilantes sustituidos con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno se pueden hacer reaccionar en una relación de 1:1, pero la reacción también puede contener los reactivos respectivos (es decir, agente acilante sustituido con hidrocarbilo: compuesto que contiene nitrógeno) de aproximadamente 3:1 a aproximadamente 1:1,2, o de aproximadamente 2,5:1 a aproximadamente 1:1,1, y en algunas realizaciones de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:1,05.

Agente cuaternizante

La sal de amonio cuaternario se puede formar cuando el compuesto cuaternizable, es decir, los productos de reacción del agente acilante sustituido con hidrocarbilo y los compuestos que contienen nitrógeno que se describieron anteriormente, se hacen reaccionar con un agente cuaternizante. Los agentes cuaternizantes adecuados pueden incluir, por ejemplo, sulfatos de dialquilo, haluros de alquilo, carbonatos sustituidos con hidrocarbilo; epóxidos de hidrocarbilo, carboxilatos, ésteres de alquilo y mezclas de los mismos.

En una realización, el agente cuaternizante puede incluir haluros de alquilo, tales como cloruros, yoduros o bromuros; sulfonatos de alquilo; sulfatos de dialquilo, tales como, sulfato de dimetilo y sulfato de dietilo; sultonas; fosfatos de alquilo; tales como, alquilfosfatos de trialquilo C1-12; fosfatos de dialquilo C1-12; boratos; boratos de alquilo C1-12; nitritos de alquilo; nitratos de alquilo; carbonatos de dialquilo, tales como oxalato de dimetilo; alcanoatos de alquilo, tales como salicilato de metilo; O,O-ditiofosfatos de dialquilo C1-12; o mezclas de los mismos. En una realización, el agente cuaternizante se puede derivar de sulfatos de dialquilo tales como sulfato de dimetilo o sulfato de dietilo, N-óxidos, sultonas tales como propano y butanosultona; haluros de alquilo, acilo o arilo tales como cloruro, bromuro o yoduro de metilo y etilo o cloruro de bencilo, y carbonatos sustituidos con hidrocarbilo (o alquilo). Si el haluro de alquilo es cloruro de bencilo, el anillo aromático se sustituye opcionalmente adicionalmente con grupos alquilo o alquenilo.

Los grupos hidrocarbilo (o alquilo) de los carbonatos sustituidos con hidrocarbilo pueden contener de 1 a 50, de 1 a 20, de 1 a 10 o de 1 a 5 átomos de carbono por grupo. En una realización, los carbonatos sustituidos con hidrocarbilo contienen dos grupos hidrocarbilo que pueden ser iguales o diferentes. Los ejemplos de carbonatos sustituidos con hidrocarbilo adecuados incluyen dimetil o dietil carbonato.

En otra realización, el agente cuaternizante puede ser un epóxido de hidrocarbilo, por ejemplo, como se representa por la siguiente fórmula:

en donde R1, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 50 átomos de carbono. Los ejemplos de epóxidos de hidrocarbilo incluyen: óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno, óxido de estireno y combinaciones de estos. En una realización, el agente cuaternizante no contiene óxido de estireno. En algunas realizaciones, el epóxido de hidrocarbilo puede ser un epóxido funcionalizado con alcohol, epóxidos C4 a C14 y mezclas de los mismos.

Los epóxidos C4 a C14 ilustrativos son aquellos de fórmula XII en donde R1, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo C2 a C12. En una realización, los epóxidos pueden ser epóxidos C4 a C14. Los epóxidos adecuados como agentes cuaternizantes en la presente tecnología pueden incluir, por ejemplo, epóxidos C4 a C14 que tienen sustituyentes hidrocarbilo lineales, tales como, por ejemplo, 2-etiloxirano, 2-propiloxirano y similares, y epóxidos C4 a C14 que tienen sustituyentes ramificados y cíclicos o aromáticos, como, por ejemplo, óxido de estireno. Los epóxidos C4 a C14 también pueden incluir triglicéridos, grasas o aceites epoxidados; ésteres de alquilo epoxidados de ácidos grasos; y mezclas de los mismos.

Los epóxidos funcionalizados con alcohol ilustrativos pueden incluir aquellos de fórmula XII donde R1, R2, R3 y R4 pueden ser independientemente H o un grupo hidrocarbilo que contiene hidroxilo. En una realización, el grupo hidrocarbilo que contiene hidroxilo puede contener de 2 a 32, o de 3 a 28, o incluso de 3 a 24 átomos de carbono. Los derivados de epóxido funcionalizados con alcohol ilustrativos pueden incluir, por ejemplo, glicidol y similares. En algunas realizaciones, el epóxido de hidrocarbilo puede emplearse en combinación con un ácido. El ácido que se usa con el epóxido de hidrocarbilo puede ser un componente separado, como el ácido acético. En otras realizaciones, puede estar presente una pequeña cantidad de un componente ácido, pero a <0,2 o incluso <0,1 moles de ácido por mol de agente acilante de hidrocarbilo. Estos ácidos también pueden usarse con los otros agentes cuaternizantes que se describieron anteriormente, que incluye los carbonatos sustituidos con hidrocarbilo y los materiales relacionados que se describen a continuación.

En algunas realizaciones, el agente cuaternizante no contiene ningún grupo sustituyente que contenga más de 20 átomos de carbono.

En otra realización, el agente cuaternizante puede ser un éster de ácido carboxílico capaz de reaccionar con una amina terciaria para formar una sal de amonio cuaternario, o un éster de ácido policarboxílico. En sentido general, tales materiales pueden describirse como compuestos que tienen la estructura:

R19-C(=O)-O-R20 (XIII)

donde R19 es un grupo alquilo, alquenilo, arilo o alquilarilo opcionalmente sustituido y R20 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 22 átomos de carbono.

Los compuestos adecuados incluyen ésteres de ácidos carboxílicos que tienen un pKa de 3,5 o menos. En algunas realizaciones el compuesto es un éster de un ácido carboxílico que se selecciona de un ácido carboxílico aromático sustituido, un ácido a-hidroxicarboxílico y un ácido policarboxílico. En algunas realizaciones el compuesto es un éster de un ácido carboxílico aromático sustituido y por lo tanto R19 es un grupo arilo sustituido. R puede ser un grupo arilo sustituido que tiene de 6 a 10 átomos de carbono, un grupo fenilo o un grupo naftilo. R puede estar adecuadamente sustituido con uno o más grupos seleccionados de carboalcoxi, nitro, ciano, hidroxi, SR 'o NR'R" donde cada uno de R' y R" puede ser independientemente hidrógeno, o un grupo alquilo, alquenilo, arilo carboalcoxi opcionalmente sustituido. En algunas modalidades, R'y R" son cada uno independientemente hidrógeno o un grupo alquilo opcionalmente sustituido que contiene de 1 a 22, 1 a 16, 1 a 10, o incluso 1 a 4 átomos de carbono.

En algunas realizaciones, R19 en la fórmula anterior es un grupo arilo sustituido con uno o más grupos que se seleccionan de hidroxilo, carboalcoxi, nitro, ciano y NH₂. R19 puede ser un grupo arilo polisustituido, por ejemplo trihidroxifenilo, pero también puede ser un grupo arilo monosustituido, por ejemplo un grupo arilo orto sustituido. R19 puede estar sustituido con un grupo que se selecciona de OH, NH₂, NO₂, o CoOMe. Adecuadamente, R19 es un grupo arilo sustituido con hidroxi. En algunas realizaciones, R19 es un grupo 2-hidroxifenilo. R20 puede ser un grupo alquilo o alquilarilo, por ejemplo, un grupo alquilo o alquilarilo que contiene de 1 a 16 átomos de carbono, o de 1 a 10, o de 1 a 8 átomos de carbono. R20 puede ser metilo, etilo, propilo, butilo, pentilo, bencilo o un isómero de estos. En algunas realizaciones R20 es bencilo o metilo. En algunas realizaciones el agente cuaternizante es salicilato de metilo. En algunas realizaciones el agente cuaternizante excluye el salicilato de metilo.

En algunas realizaciones el agente cuaternizante es un éster de un ácido alfa-hidroxicarboxílico. Los compuestos de este tipo adecuados para su uso en la presente descripción se describen en el documento núm. EP 1254889. Los ejemplos de compuestos adecuados que contienen el residuo de un ácido alfa-hidroxicarboxílico incluyen (i) ésteres metílicos, etílicos, propílicos, butílicos, pentílicos, hexílicos, bencíllicos, feníllicos y alílicos del ácido 2-hidroxiisobutírico; (ii) ésteres metílicos, etílicos, propílicos, butílicos, pentílicos, hexílicos, bencíllicos, feníllicos y alílicos del ácido 2-hidroxi-2-metilbutírico; (iii) ésteres metílicos, etílicos, propílicos, butílicos, pentílicos, hexílicos, bencíllicos, feníllicos y alílicos del ácido 2-hidroxi-2-etilbutírico; (iv) ésteres metílicos, etílicos, propílicos, butílicos, pentílicos, hexílicos, bencíllicos, feníllicos y alílicos del ácido láctico; y (v) ésteres metílicos, etílicos, propílicos, butílicos, pentílicos, hexílicos, bencíllicos, feníllicos y alílicos del ácido glicólico. En algunas realizaciones, el agente cuaternizante comprende 2-hidroxiisobutirato de metilo.

En algunas realizaciones el agente cuaternizante comprende un éster de un ácido policarboxílico. En esta definición queremos incluir ácidos dicarboxílicos y ácidos carboxílicos que tienen más de 2 porciones acídicas. En algunas realizaciones los ésteres son ésteres de alquilo con grupos alquilo que contienen de 1 a 4 átomos de carbono. Los ejemplos adecuados incluyen diésteres de ácido oxálico, diésteres de ácido ftálico, diésteres de ácido maleico, diésteres de ácido malónico o diésteres o triésteres de ácido cítrico.

En algunas realizaciones el agente cuaternizante es un éster de un ácido carboxílico que tiene un pKa de menos de 3,5. En tales realizaciones en las que el compuesto incluye más de un grupo ácido, nos referimos a la primera constante de disociación. El agente cuaternizante puede seleccionarse de un éster de un ácido carboxílico que se selecciona de uno o más de ácido oxálico, ácido ftálico, ácido salicílico, ácido maleico, ácido malónico, ácido cítrico, ácido nitrobenzoico, ácido aminobenzoico y ácido 2, 4, 6-trihidroxibenzoico. En algunas realizaciones, el agente cuaternizante incluye oxalato de dimetilo, un tereftalato, tal como tereftalato de dimetilo y 2-nitrobenzoato de metilo.

También se pueden emplear agentes cuaternizantes capaces de acoplar más de un compuesto cuaternizable. Por “ acoplamiento” de más de un compuesto cuaternizable, se entiende que, al menos, dos compuestos cuaternizables reaccionan con el mismo agente cuaternizante para formar un compuesto de al menos dos compuestos cuaternizables unidos por el agente cuaternizante. Tales agentes cuaternizantes pueden, en algunos casos, denominarse también agentes cuaternizantes de acoplamiento en la presente descripción y pueden incluir, por ejemplo, poliepóxidos, tales como, por ejemplo, epóxidos di-, tri-o superiores; polihaluros; epoxihaluros, poliésteres aromáticos y mezclas de estos.

En una realización, el agente cuaternizante puede ser un poliepóxido. Los poliepóxidos pueden incluir, por ejemplo, poliglicidilos que pueden incluir, por ejemplo, dieepoxioctano; etilenglicol diglicidil éter; neopentilglicol diglicidil éter; 1.4- butanodiol diglicidil éter; 3(bis(glicidiloximetil)-metoxi)-1,2-propanodiol; 1,4-ciclohexano dimetanol diglicidil éter; diepoxiciclo-octano, bisfenol A diglicidil éter diepóxido de 4-vinil-1-ciclohexeno; N,N-Diglicidil-4-4glicidiloxianilina; 1,6-hexano diglicidil éter; trimetilolpropanotriglicidil éter; polipropilenglicol diglicidil éter; triglicéridos, grasas o aceites poliepoxidados; y mezclas de los mismos.

En una realización, el agente cuaternizante se puede derivar de polihaluros, tales como, por ejemplo, cloruros, yoduros o bromuros. Dichos polihaluros pueden incluir, pero no se limitan a, 1,5-dibromopentano; 1,4-diyodobutano; 1.5- dicloropentano; 1,12-diclorododecano; 1,12-dibromododecano; 1,2-diyodoetano; 1,2-dibromoetano; y mezclas de los mismos.

En una modalidad, el agente cuaternizante puede ser un haluro de epoxi, tal como, por ejemplo, epiclorhidrina y similares.

El agente cuaternizante también puede ser un éster poliaromático. Los ejemplos de ésteres poliaromáticos pueden incluir, sin estar limitados, 4,4'-oxibis(benzoato de metilo); tereftalato de dimetilo; y mezclas de los mismos.

En ciertas realizaciones la relación molar del compuesto cuaternizable al agente cuaternizante es 1:0,1 a 2, o 1:1 a 1,5, o 1:1 a 1,3. En algunas realizaciones, particularmente cuando se emplea un agente cuaternizante de acoplamiento, la relación del compuesto cuaternizable al agente cuaternizante puede ser de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 1:1.

Cualquiera de los agentes cuaternizantes que se describieron anteriormente, lo que incluye los epóxidos de hidrocarbilo, puede usarse en combinación con un ácido. Los ácidos adecuados incluyen ácidos carboxílicos, tales como ácido acético, ácido propiónico, ácido 2-etilhexanoico y similares.

En algunas realizaciones, el agente cuaternizante puede emplearse en presencia de un disolvente prótico, tal como, por ejemplo, 2-etilhexanol, agua y combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el agente cuaternizante puede emplearse en presencia de un ácido. En algunas realizaciones, el ácido puede ser un componente ácido además del grupo ácido presente en la estructura del agente acilante. En realizaciones adicionales la reacción puede estar libre de, o esencialmente libre de, cualquier componente ácido adicional distinto del grupo ácido presente en la estructura del agente acilante. Por “ libre de” se entiende completamente libre, y por “ esencialmente libre” se entiende una cantidad que no afecta materialmente a las características esenciales o básicas y novedosas de la composición, tal como, por ejemplo, menos de 1 % en peso.

Estructura

Si bien el proceso para preparar las sales de amonio cuaternario puede producir una mezcla que no puede definirse fácilmente separada de las etapas del proceso, pueden esperarse ciertos componentes estructurales en algunas circunstancias.

En algunas realizaciones la sal de amonio cuaternario puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un catión que se representa por la siguiente fórmula:

en donde: R21 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono; R22 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono; R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 5 a 400 átomos de carbono, o de 15 o 25 a 300 o 350 átomos de carbono, o de 50 o 120 a 250 átomos de carbono, o de 135 a 200 átomos de carbono; y X es un grupo derivado del agente cuaternizante. En algunas realizaciones, R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 92 a 215 átomos de carbono, o de 107 a 200 o 210 átomos de carbono, o de 120 a 195 átomos de carbono, o de 135 a 190 o de 140 a 180 o 185 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 20 a 55 átomos de carbono, o de 25 a 50, o de 28 a 43 o 47 átomos de carbono. En algunas realizaciones la sal de amonio cuaternario puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un catión que se representa por la siguiente fórmula:

en donde: R21 y R22 son grupos hidrocarbilo que contienen de 1 a 10 átomos de carbono; R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 5 a 400 átomos de carbono, o de 15 o 25 a 300 o 350 átomos de carbono, o de 50 o 120 a 250 átomos de carbono, o de 135 a 200 átomos de carbono; X es un grupo derivado del agente cuaternizante; e Y es oxígeno o nitrógeno. En algunas realizaciones, R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 92 a 215 átomos de carbono, o de 107 a 200 o 210 átomos de carbono, o de 120 a 195 átomos de carbono, o de 135 a 190 o de 140 a 180 o 185 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 20 a 55 átomos de carbono, o de 25 a 50, o de 28 a 43 o 47 átomos de carbono.

En algunas modalidades, la sal de amonio cuaternario puede comprender, consistir esencialmente en o consistir en un catión que se representa por las siguientes fórmulas:

o

en donde: R puede ser un grupo alquilo C1 a C6; R1 y R2, individualmente, pueden ser un grupo hidrocarbilo C1 a C6, por ejemplo, un grupo alquilo C1, C2 o C3; R3, r4, R5 y R6, individualmente, pueden ser hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1 a C6, tal como, por ejemplo, un grupo alquilo C1, C2 o C3; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 5 a 400 átomos de carbono, o de 15 o 25 a 300 o 350 átomos de carbono, o de 50 o 120 a 250 átomos de carbono, o de 135 a 200 átomos de carbono; X1 y X2, individualmente, pueden ser H o un grupo derivado del agente cuaternizante, siempre que al menos uno de X1 y X2 sea un grupo derivado del agente cuaternizante. En algunas realizaciones, R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 92 a 215 átomos de carbono, o de 107 a 200 o 210 átomos de carbono, o de 120 a 195 átomos de carbono, o de 135 a 190 o de 140 a 180 o 185 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 20 a 55 átomos de carbono, o de 25 a 50, o de 28 a 43 o 47 átomos de carbono.

en donde: R23 es un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R24 es un grupo hidrocarbilo que contiene de 5 a 400 átomos de carbono, o de 15 o 25 a 300 o 350 átomos de carbono, o de 50 o 120 a 250 átomos de carbono, o de 135 a 200 átomos de carbono; y X es un grupo derivado del agente cuaternizante. En algunas realizaciones, R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 92 a 215 átomos de carbono, o de 107 a 200 o 210 átomos de carbono, o de 120 a 195 átomos de carbono, o de 135 a 190 o de 140 a 180 o 185 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 20 a 55 átomos de carbono, o de 25 a 50, o de 28 a 43 o 47 átomos de carbono.

En algunas realizaciones la sal de amonio cuaternario puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un compuesto de amonio cuaternario acoplado representado por la siguiente fórmula:

en donde: Q y Q' son iguales o diferentes y representan compuestos cuaternizables, m y n son, individualmente, números enteros de entre 1 y 4, y Xc representa un grupo que se deriva de un agente cuaternizante de acoplamiento, como, por ejemplo, poliepóxidos; polihaluros; epoxi-haluros; poliésteres aromáticos; y mezclas de los mismos, incluyendo, aunque no de forma limitativa, 1,4-butanodiol diglicidil éter, 1,12-dibromododecano y bisfenol A diglicidil éter. Los ejemplos de compuestos de amonio cuaternario acoplados pueden incluir, por ejemplo, cualquiera de las fórmulas a continuación:

donde a es un número entero de 2 a 8. Un ejemplo de fórmula XX donde a es 2 o 3 y puede representarse, por ejemplo, mediante las fórmulas XX' y XX”, respectivamente;

Otro compuesto de amonio cuaternario acoplado de ejemplo puede ser, por ejemplo, como se proporciona en la fórmula XXI a continuación:

donde a es un número entero de 2 a 8. Un ejemplo de fórmula XXI donde a es 2 o 3 y representarse, por ejemplo, mediante las fórmulas XXI' y XXI", respectivamente;

Los ejemplos adicionales de compuestos de amonio cuaternario acoplados pueden ser, por ejemplo, como se proporciona en las fórmulas XXII y XXIII a continuación:

donde c y d son, individualmente, 0 o 1;

donde c y d son, individualmente, 0 o 1;

Los ejemplos adicionales de compuestos de amonio cuaternario acoplados pueden ser, por ejemplo, como se proporciona en las fórmulas XXIV a continuación:

donde a es un número entero de 2 a 8. Un ejemplo de fórmula XXIV donde a es 2 o 3 y representarse, por ejemplo, mediante las fórmulas XXIV' y XXIV", respectivamente;

en donde: en donde R21, R22, R25 y R26 pueden ser, individualmente, un grupo hidrocarbilo que contiene de 1 a 10 átomos de carbono; R23 y R27 pueden ser, individualmente, un grupo hidrocarbileno que contiene de 1 a 20 átomos de carbono; R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 5 a 400 átomos de carbono, o de 15 o 25 a 300 o 350 átomos de carbono, o de 50 o 120 a 250 átomos de carbono, o de 135 a 200 átomos de carbono; Xc puede ser grupo derivado del agente cuaternizante; y X1 y X2, individualmente, pueden ser H o un grupo derivado del agente cuaternizante. En algunas realizaciones, R24 puede ser un grupo hidrocarbilo que contiene de 92 a 215 átomos de carbono, o de 107 a 200 o 210 átomos de carbono, o de 120 a 195 átomos de carbono, o de 135 a 190 o de 140 a 180 o 185 átomos de carbono, o un grupo hidrocarbilo que contiene de 20 a 55 átomos de carbono, o de 25 a 50, o de 28 a 43 o 47 átomos de carbono.

Preventivo del óxido

La composición de revestimiento incluye un preventivo del óxido. Los preventivos de óxido pueden ser cualquier material que ayude a prevenir la corrosión o el óxido (con metales ferrosos) en una superficie metálica.

En una realización, el antioxidante puede ser una cera o contener una cera. Las ceras de ejemplo incluyen ceras de petróleo, sintéticas y naturales producidas por plantas o animales, que pueden o no estar hidrogenadas, ceras oxidadas, ceras microcristalinas, grasa de lana (lanolina) y otros ésteres cerosos, y mezclas de los mismos. Las ceras de petróleo son compuestos parafínicos que se aíslan del petróleo crudo a través de algún proceso de refinación, tal como la cera residual y la cera de parafina. Las ceras sintéticas son ceras que se derivan de productos petroquímicos, tales como el etileno o el propileno. Las ceras sintéticas incluyen polietileno, polipropileno y copolímeros de etilenopropileno. Las ceras naturales son ceras que producen plantas y/o animales o insectos. Estas ceras incluyen cera de abeja, cera de soja y cera de carnauba. Las ceras de insectos y animales incluyen cera de abejas o espermaceti. En estas composiciones también se pueden usar vaselina y vaselina oxidada. Los petrolatos y los petrolatos oxidados pueden definirse, respectivamente, como mezclas purificadas de hidrocarburos semisólidos que se derivan del petróleo y sus productos de oxidación. Las ceras microcristalinas pueden definirse como ceras de punto de fusión más alto que se purifican a partir de vaselinas. En una realización, el antioxidante puede contener un aceite de coco, aceite de palma, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de ricino, aceite de canola, aceite de soja, aceite de candelilla, aceite de semilla de algodón y similares, hidrogenados o parcialmente hidrogenados. En una realización, el antioxidante puede contener aceite de coco o aceite de soja hidrogenado o parcialmente hidrogenado.

La(s) cera(s) puede(n) estar presente(s) en la composición preventiva del óxido de 0,1 % en peso a 75 % en peso, por ejemplo, de 0,1 % en peso a 50 % en peso.

El preventivo del óxido puede ser un inhibidor de la corrosión. También se pueden usar otros inhibidores de la corrosión además de los compuestos ilustrativos en las composiciones proporcionadas en el presente documento. Los inhibidores de corrosión los cuales pueden usarse incluyen tiazoles, triazoles y tiadiazoles. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a benzotriazol, toliltriazol, octiltriazol, deciltriazol, dodeciltriazol, 2-mercaptobenzotiazol, 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol, 2-mercapto-5-hidrocarbiltio-1,3,4-tiadiazoles, 2-mercapto-5-hidrocarbilditio-1,3,4-tiadiazoles, 2,5-bis(hidrocarbiltio)-1,3,4-tiadiazoles, y 2,5-bis-(hidrocarbilditio)-1,3,4-tiadiazoles. Otros inhibidores de la corrosión adecuados incluyen éter aminas; compuestos polietoxilados tales como aminas etoxiladas, fenoles etoxilados y alcoholes etoxilados; imidazolinas. Otros inhibidores de la corrosión adecuados incluyen ácidos alquenilsuccínicos en los que el grupo alquenilo contiene 10 o más átomos de carbono tales como, por ejemplo, ácido tetrapropenilsuccínico, ácido tetradecenilsuccínico, ácido hexadecenilsuccínico; ácidos alfa, omegadicarboxílicos de cadena larga en el intervalo de peso molecular de 600 a 3000; y otros materiales similares. Otros ejemplos no limitativos de tales inhibidores se pueden encontrar en las patentes US-3.873.465, US-3.932.303, US-4.066.398, US-4.402.907, US-4.971.724, US-5.055.230, US-5.275.744, US-5.531.934, US-5.611.991, US 5.616.544, US-5.744.069, US-5.750.070, US-5.779.938 y 5.785.896; Corrosion Inhibitors, C. C. Nathan, ed., NACE, 1973; I. L. Rozenfeld, Corrosion Inhibitors, McGraw-Hill, 1981; Metals Handbook, 9a Ed., Vol. 13-Corrosion, págs.

478497; Corrosion Inhibitors for Corrosion Control, B. G. Clubley, ed., The Royal Society of Chemistry, 1990; Corrosion Inhibitors, Federación Europea de Publicaciones de Corrosión Número 11, El Instituto de Materiales, 1994; Corrosion, vol. 2-Corrosion Control, L. L. Sheir, R. A. Jarman y G. T. Burstein, eds., Butterworth-Heinemann, 1994, págs. 17:10-17:39; Y. I. Kuznetsov, Organic Inhibitors of Corrosion of Metals, Plenum, 1996; y esn V. S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principles and Applications, Wiley, 1998.

El(los) otro(s) inhibidor(es) de corrosión puede(n) estar presente(s) en la composición de revestimiento de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, por ejemplo, de 0,001 % en peso a 8 % en peso, o de 0,01 a 5 % en peso o de 0,1 a 3 % en peso.

El antioxidante puede contener un sulfonato o una sal de sulfonato tal como un sulfonato de metal alcalino, un sulfonato de metal alcalinotérreo o un sulfonato de amina. Todas las sales de sulfonato tienen una seguridad satisfactoriamente alta para el cuerpo humano y el ecosistema y se pueden producir haciendo reaccionar un metal alcalino, un metal alcalinotérreo o una amina con ácido sulfónico. Los ejemplos de metales alcalinos que constituyen sales de sulfonato incluyen sodio y potasio. Los ejemplos de metales alcalinotérreos incluyen magnesio, calcio y bario. Entre estos metales alcalinos y metales alcalinotérreos, se prefieren sodio, potasio, calcio y bario, y particularmente se prefiere calcio. Los ejemplos de aminas que se han de usar incluyen una monoamina, una poliamina o una alcanolamina. El ácido sulfónico mencionado anteriormente puede ser un ácido sulfónico conocido producido mediante un método de rutina. Los sulfonatos y las sales de sulfonato son generalmente conocidos y se pueden ver ejemplos específicos de tales sulfonatos y sales de sulfonato, por ejemplo, en la patente US-9.080.123 de Motoyama, emitida el 14 de julio de 2015, en la col. 8, línea 51 a la col. 13, línea 44, incorporada en el presente documento como referencia.

Los sulfonatos y las sales de sulfonato pueden estar presentes en la composición de revestimiento a de aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 60 % en peso, por ejemplo, de aproximadamente 15 % en peso a aproximadamente 55 % en peso, o de aproximadamente 20 a aproximadamente 50 % en peso.

Diluente

La tecnología descrita proporciona composiciones que incluyen un aceite de viscosidad lubricante o un diluyente volátil. Por “ diluyente volátil” se entiende un componente normalmente líquido que tiene una volatilidad mayor que la de un aceite de viscosidad lubricante, tal como un aceite mineral.

Los aceites de viscosidad lubricante pueden incluir aceites naturales y sintéticos, aceite derivado del hidrocraqueo, hidrogenación e hidroacabado, aceites sin refinar, refinados y rerrefinados o mezclas de los mismos. Se proporciona una descripción más detallada de los aceites sin refinar, refinados y rerrefinados en la publicación internacional WO2008/147704, en los párrafos [0054] a [0056] (se proporciona una descripción similar en la solicitud de patente US-2010/197536, véase [0072] a [0073]). Una descripción más detallada de los aceites lubricantes naturales y sintéticos se describe en los párrafos [0058] a [0059] respectivamente del documento WO2008/147704 (se proporciona una descripción similar en la solicitud de patente de Estados Unidos 2010/197536, ver [0075] a [0076]). Los aceites sintéticos pueden producirse mediante reacciones de Fischer-Tropsch y normalmente pueden ser hidrocarburos de Fischer-Tropsch hidroisomerizados o ceras. En una realización, los aceites pueden prepararse mediante un procedimiento sintético de gas a líquido Fischer-Tropsch, así como otros aceites gas a líquido (GTL, por sus siglas en inglés).

Los aceites de viscosidad lubricante también se pueden definir como se especifica en la versión de abril 2008 de “Appendix E - API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oils” , sección 1.3, subtítulo 1.3. “ Base Stock Categories” . Las directrices API también se resumen en la patente de Estados Unidos US-7.285.516 (véase columna 11, línea 64 a columna 12, línea 10). En una realización, el aceite de viscosidad lubricante puede ser un aceite API del Grupo II, Grupo III, Grupo IV o mezclas de los mismos.

En una realización, el aceite de viscosidad lubricante tiene poca capacidad natural para hinchar los sellos, por ejemplo, un aceite de polialfaolefina (PAO) o GTL. Tanto los aceites base de PAO como los de GTL son de naturaleza altamente parafínica (niveles bajos de aromaticidad). Los de PAO son 100% isoparafínicos con esencialmente cero por ciento de aromáticos. Análogamente, los aceites base de GTL tienen un contenido parafínico muy elevado y, de nuevo, un contenido aromático esencialmente nulo. Como resultado, se considera que los aceites base tanto de PAO como de GTL tienen baja solvencia y escaso rendimiento de solubilidad de los aditivos lubricantes. También presentan poca capacidad natural para hinchar sellos.

Los aceites base de polialfaolefina (PAO), y su fabricación, son generalmente bien conocidos. Los aceites base de PAO se pueden derivar de alfaolefinas lineales de C2 a C32, preferiblemente de C4 a C16. Las materias primas particularmente preferidas para PAO son 1-octeno, 1-deceno, 1-dodeceno y 1-tetradeceno. Una PAO ilustrativa tiene una viscosidad cinemática a 100 °C de aproximadamente 3,96 mm2s-1 y un IV de 101. El aceite de viscosidad lubricante puede ser un aceite del Grupo IV según la clasificación del API, o mezclas de los mismos, es decir, una polialfaolefina. La polialfaolefina se puede preparar mediante procesos catalizados por metaloceno o a partir de un proceso sin metaloceno.

Los aceites base de GTL incluyen aceites base que se obtienen mediante uno o más tipos posibles de procesos de GTL, típicamente un proceso Fischer-Tropsch. El proceso de GTL toma gas natural, predominantemente metano, y lo convierte químicamente en gas de síntesis, o sintegas. Alternativamente, el carbón sólido también se puede convertir en gas de síntesis. El gas de síntesis contiene principalmente monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H₂), los cuales en su mayor parte posteriormente se convierten químicamente en parafinas mediante un proceso catalítico de Fischer-Tropsch. Estas parafinas tendrán un intervalo de pesos moleculares y mediante el uso de catalizadores se pueden hidroisomerizar para producir una gama de aceites base. Los aceites base de GTL tienen un carácter altamente parafínico, típicamente más de 90 % de saturados. De estos parafínicos, las especies parafínicas no cíclicas predominan sobre las especies parafínicas cíclicas. Por ejemplo, los aceites base de GTL típicamente comprenden más de 60 % en peso, o más de 80 % en peso, o más de 90 % en peso de especies parafínicas no cíclicas. Los aceites base de GTL típicamente tienen una viscosidad cinemática a 100 °C de entre 2 mm2s-1 y 50 m m V , o de 3 mm2s-1 a 50 m m V , o de 3,5 mm2s-1 a 30 m m V . El GTL ejemplificado en este ejemplo tiene una viscosidad cinemática a 100 °C de aproximadamente 4,1 m m V . Análogamente, los aceites base de GTL se caracterizan típicamente por tener un índice de viscosidad (IV, consulte la norma ASTM D2270) de 80 o más, o 100 o más, o 120 o más. El GTL ejemplificado en este ejemplo tiene un IV de 129. Típicamente, los fluidos base de GTL tienen efectivamente un contenido nulo de azufre y nitrógeno, generalmente menos de 5 mg/kg de cada uno de estos elementos. Los aceites base de GTL son aceites del Grupo III, según la clasificación del Instituto Americano del Petróleo (API).

El diluyente volátil puede comprender agua o uno o más disolventes orgánicos. El diluyente puede comprender, por tanto, un disolvente orgánico volátil tal como nafta (también conocida como éter de petróleo), alcohol mineral, queroseno o lactato de etilo. Entre estos materiales pueden estar los disolventes hidrocarbonados. Tales materiales pueden tener un punto de ebullición de 30 a 60 °C o temperaturas más altas, hasta un intervalo de 175 a 280 °C. Algunos de estos diluyentes volátiles pueden tener un intervalo de ebullición de 130 a 210 °C; otros 196-205 °C. En general, un diluyente puede considerarse volátil si su punto de ebullición es inferior a 280 °C.

El diluyente volátil puede estar presente en un concentrado de los componentes anteriores, si se desea, aunque lo más común es que el diluyente, o la mayor parte del diluyente, se añada al preparar la composición de revestimiento diluida y totalmente formulada. La cantidad de diluyente será típicamente una cantidad para proporcionar una viscosidad y un rendimiento reológicos apropiados para que la composición de revestimiento se pueda aplicar a un sustrato tal como un artículo o superficie metálicos. Por tanto, si el concentrado se diluye al 20 por ciento en la composición de revestimiento final, la cantidad total de diluyente típicamente incluirá un 80 por ciento de disolvente o diluyente adicional para fabricar la dilución. La cantidad total del diluyente (si está presente) dependerá, por supuesto, de la cantidad de dilución usada para preparar la composición de revestimiento final y, por tanto, puede ser del 40 al 98 por ciento en peso, o del 60 al 98, o del 40 al 95, o del 60 al 88, o del 80 al 86, o del 82 al 84 por ciento en peso. La cantidad de los otros componentes será típicamente del 100 % en peso menos la cantidad del diluyente volátil opcional, tal como del 2 al 60 por ciento en peso y otras cantidades que el experto en la técnica puede determinar fácilmente.

Es decir, una de las formas en que se puede emplear la presente tecnología es preparando una mezcla inicial de los componentes descritos en el presente documento, sin la presencia del diluyente opcional, o con su presencia sólo en pequeñas cantidades, como hasta un 10 por ciento o 5 por ciento o 2 por ciento o 1 por ciento o 0,1 por ciento en peso de la composición. Por esta razón, las cantidades de los otros componentes pueden expresarse como un porcentaje de la composición excluyendo la cantidad del diluyente opcional. Es en esta forma (sin diluyente) que los materiales de la tecnología descrita frecuentemente pueden prepararse y distribuirse comercialmente. Sin embargo, el material sin diluyente puede tener una viscosidad que no sea adecuada para una manipulación fácil, por lo que puede ser deseable la adición de un diluyente antes de aplicar la composición como revestimiento a un sustrato. Si, en el momento de la aplicación del revestimiento, hay presente un diluyente, entonces se pueden calcular las cantidades reales de los otros componentes para tener en cuenta la presencia del diluyente. Por tanto, si un ingrediente está presente en un 30 por ciento en peso en la formulación inicial (sin diluyente ni descontando la presencia de cualquier diluyente), y si la composición, en el momento en que se aplica como revestimiento, contiene un 80 por ciento en peso de diluyente, entonces, en el momento de la aplicación como revestimiento, la concentración real del ingrediente en la composición de revestimiento aplicada será del 6 por ciento en peso. Puesto que el diluyente típicamente se retirará posteriormente, por ejemplo, por evaporación, entonces la concentración de los diversos componentes después de dicha retirada puede ser la misma que se informó antes de la adición del diluyente. Por supuesto, con el paso del tiempo puede ocurrir algo más de “ secado” o curado de la composición de revestimiento, por lo que las cantidades o incluso las identidades de los componentes se pueden alterar de una manera que será evidente para el experto en la técnica.

Se puede preparar una composición lubricante añadiendo los aditivos descritos en el presente documento y a un aceite de viscosidad lubricante, opcionalmente en presencia de otros aditivos de rendimiento (como se describe en el presente documento a continuación).

Otros aditivos de rendimiento: Fluidos para trabajar metales

La presente tecnología proporciona una composición de revestimiento que comprende un preventivo del óxido y una sal de amonio cuaternario, y el uso de la composición de revestimiento como un fluido funcional multipropósito para revestir, enfriar y lubricar superficies metálicas, particularmente superficies metálicas ferrosas. En otra realización, la sal de amonio cuaternario se emplea para mejorar la separación del agua dentro de una composición de revestimiento que contiene un antioxidante. En algunas realizaciones, la sal de amonio cuaternario se puede incluir para mejorar la separación del agua dentro de un fluido hidráulico.

Se puede preparar una composición de revestimiento añadiendo la sal de amonio cuaternario descrita en el presente documento a un diluyente, opcionalmente en presencia de otros aditivos de rendimiento (como se describe en el presente documento a continuación).

Las aplicaciones típicas de fluidos para trabajar metales pueden incluir la retirada de metales, el conformado de metales, el tratamiento de metales y la protección de metales. En algunas realizaciones, la composición de revestimiento puede contener un aceite base del Grupo I, Grupo II o Grupo III como define el Instituto Americano del Petróleo. En algunas realizaciones, la composición de revestimiento puede mezclarse con aceite base del Grupo IV o Grupo V. En una realización, la composición de revestimiento contiene de 0,001 % en peso a 5 % en peso de una sal de amonio cuaternario o de 0,01 % en peso a 1 % en peso o de 0,01 o 0,05 a 0,5 % en peso.

En algunas realizaciones, la composición de revestimiento incluye un aceite. El aceite puede incluir la mayoría de los hidrocarburos líquidos, por ejemplo, hidrocarburos parafínicos, olefínicos, nafténicos, aromáticos, saturados o insaturados. En general, el aceite es un hidrocarburo emulsionable, inmiscible en agua, y en algunas modalidades el aceite es líquido a temperatura ambiente. Pueden usarse aceites de una variedad de fuentes, que incluyen aceites naturales y sintéticos y las mezclas de los mismos.

Los aceites naturales incluyen aceites animales y aceites vegetales (por ejemplo, aceite de soja, aceite de manteca) así como también aceites minerales refinados con disolvente o refinados con ácido del tipo parafínico, nafténico, o parafinanafténico mixto. También son útiles los aceites que se derivan de carbón o esquisto. Los aceites sintéticos incluyen aceites de hidrocarburo y aceites de hidrocarburo halo-sustituidos tales como olefinas polimerizadas e interpolimerizadas, por ejemplo, polibutilenos, polipropilenos, copolímeros de propileno-isobutileno, polibutilenos clorados; alquilbencenos, por ejemplo, dodecilbencenos, tetradecilbencenos, dinonilbencenos o di-(2-etilhexil)bencenos.

Otra clase adecuada de aceites sintéticos que pueden usarse comprende los ésteres de ácidos dicarboxílicos (por ejemplo, ácido ftálico, ácido succínico, ácido alquilsuccínico, ácido maleico, ácido azelaico, ácido subérico, ácido sebácico, ácido fumárico, ácido adípico, dímero de ácido linoleico, ácido malónico, ácidos alquilmalónicos, ácidos alquenilmalónicos, etc.) con una variedad de alcoholes (por ejemplo, alcohol butílico, alcohol hexílico, alcohol dodecílico, alcohol 2-etilhexílico, etilenglicol, monoéter de dietilenglicol, propilenglicol, pentaeritritol, etc.). Los ejemplos específicos de estos ésteres incluyen adipato de dibutilo, sebacato de di(2-etilhexilo), fumarato de di-nhexilo, sebacato de dioctilo, azelato de diisooctilo, azelato de diisodecilo, ftalato de dioctilo, ftalato de didecilo, sebacato de dieicosilo, el diéster de 2-etilhexilo del ácido linoleico dímero o un éster complejo formado al hacer reaccionar un mol de ácido sebácico con dos moles de tetraetilenglicol y dos moles de ácido 2-etilhexanoico.

Los ésteres útiles como aceites sintéticos también incluyen aquellos que se hacen a partir de ácidos monocarboxílicos de C5 a C12 y polioles y polioléteres tales como neopentilglicol, trimetilolpropano, pentaeritritol, dipentaeritritol, tripentaeritritol, etc.

Pueden usarse aceites sin refinar, refinados y rerrefinados (y mezclas de cada uno con otro) del tipo que se describió anteriormente en la presente descripción. Los aceites sin refinar son aquellos que se obtienen directamente de una fuente natural o sintética sin tratamiento de purificación adicional. Por ejemplo, un aceite de esquisto que se obtiene directamente de un funcionamiento de retorta, un aceite de petróleo que se obtiene directamente de destilación o aceite de éster que se obtiene directamente de un proceso de esterificación y se usa sin tratamiento adicional sería un aceite sin refinar. Los aceites refinados son similares a los aceites sin refinar, excepto que se han tratado adicionalmente en uno o más etapas de purificación para mejorar una o más propiedades. Muchas de tales técnicas de purificación se conocen por aquellos expertos en la técnica, tales como la extracción con disolventes, la destilación, la extracción ácida o básica, la filtración, la percolación, etc. Los aceites rerrefinados se obtienen mediante procesos similares a aquellos que se usan para obtener aceites refinados que se aplican a aceites refinados los cuales ya se han usado en servicio. Tales aceites rerrefinados también se conocen como aceites recuperados o reprocesados y, a menudo, se procesan adicionalmente mediante técnicas dirigidas a la eliminación de aditivos gastados y productos de descomposición del aceite.

En algunas realizaciones, el aceite es un aceite base del Grupo II o Grupo III como define el Instituto Americano del Petróleo.

Se pueden incorporar materiales adicionales opcionales en las composiciones de revestimiento. Las composiciones acabadas típicas pueden incluir agentes lubricantes tales como ácidos grasos y ceras, agentes antidesgaste, dispersantes, inhibidores de corrosión, detergentes normales y sobrebasificados, desemulsionantes, agentes biocidas, desactivadores de metales o mezclas de los mismos.

Las composiciones de revestimiento de la tecnología descrita también pueden incluir un diácido o poliácido carboxílico que tiene al menos 10 átomos de carbono. Por “ poliácido” se entiende un material que tiene tres o más grupos ácido carboxílico. Sin embargo, si el diácido o poliácido es un diácido que tiene dos grupos ácido carboxílico en átomos de carbono adyacentes, entonces el diácido debe tener al menos 14 átomos de carbono totales. En una realización, el diácido o poliácido es un diácido que tiene al menos 16 átomos de carbono, estando separados los dos grupos ácido carboxílico en al menos 6 átomos de carbono. En tal realización, también puede haber más de dos grupos de ácido carboxílico presentes, pero si así, al menos dos de ellos pueden estar separados por al menos 6 átomos de carbono que no están sustituidos por un grupo carboxílico. Los átomos de carbono de separación en tal realización son típicamente no aromáticos y, en una realización, comprenden una cadena de carbono, es decir, sin interrupción por átomos de oxígeno o nitrógeno insertados. En determinadas realizaciones, los grupos carboxílicos pueden estar separados por de 8 a 24 átomos de carbono, o de 10 a 20, o de 12 a 20, o de 14 a 18 átomos de carbono.

Un tipo de diácido se conoce como ácidos dímeros o ácidos dimerizados. Los ácidos dímeros son productos preparados normalmente por dimerización de ácidos grasos insaturados de cadena larga, por ejemplo, C18. A menudo se preparan por autocondensación de ácido oleico o ácidos grasos de aceite de resina. Los ácidos dímeros son mezclas de materiales de peso molecular relativamente alto, p.m. de alrededor de 560, pero son líquidos a temperatura ambiente. Son materiales disponibles comercialmente que pueden prepararse mediante una reacción de Diels-Alder o por una ruta de radicales libres, o mediante catálisis en un sustrato tal como arcilla.

Los ácidos dímeros y su preparación se comentan extensamente en la Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, tercera edición, volumen 7, páginas 768 - 782, John Wiley & Sons, Nueva York (1979).

En otra realización, un diácido puede incluir un ácido succínico sustituido con hidrocarbilo que tiene al menos 14 átomos de carbono que incluye los cuatro átomos de carbono del resto de ácido succínico, por ejemplo, ácido succínico sustituido con un alquilo de 10 carbonos. En otras realizaciones, habrá al menos 12, 14, 16 o 18 átomos de carbono en un sustituyente alquilo de este tipo (para un número total de 16, 18, 20 o 22 átomos de carbono). El número de átomos en el sustituyente de alquilo puede ser de hasta 36 o 30 o 24 o 22 átomos de carbono.

En otra realización, el diácido puede ser un diácido a, u>-alquileno, de al menos 10 o 12 átomos de carbono, y hasta, por ejemplo, 36 o 24 o 18 átomos de carbono. Los ejemplos incluyen ácido 1,10-decanodioico, ácido 1,12-dodecanodioico y ácido 1,18-octadecanodioico.

La cantidad del diácido o poliácido descrito anteriormente en la composición de revestimiento de la tecnología descrita, cuando está en un concentrado, puede ser del 2 al 20 por ciento en peso, o del 3 al 10 por ciento, o del 5 al 6 por ciento. La cantidad correspondiente en una composición de revestimiento diluida completamente formulada puede ser del 0,1 al 14 por ciento, o del 0,2 al 10 por ciento, o del 0,4 al 8 por ciento, o del 0,4 al 5 por ciento o del 1 al 5 por ciento.

Otro material opcional es un ácido graso, que debe distinguirse de los ácidos diácidos o dímeros descritos anteriormente. Los ácidos grasos útiles en la presente descripción incluyen ácidos monocarboxílicos de 8 a 35 átomos de carbono y, en una modalidad, de 16 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos de dichos ácidos monocarboxílicos incluyen ácidos grasos insaturados, tales como ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido sapiénico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido vaccénico, ácido linoleico, ácido linoelaídico; ácido a-linolénico; ácido araquidónico; ácido eicosapentaenoico; ácido erúcico, ácido docosahexaenoico; y ácidos grasos saturados, tales como ácido caprílico; ácido cáprico; ácido láurico, ácido mirístico; ácido palmítico; ácido esteárico, ácido araquídico, ácido behénico; ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido isoesteárico, ácido gadoleico, ácidos grasos de aceite de resina o combinaciones de los mismos. Estos ácidos pueden ser saturados, insaturados, o tener otros grupos funcionales, tales como grupos hidroxi, como en el ácido 12-hidroxiesteárico, del esqueleto de hidrocarbilo. Otros ejemplos de ácidos carboxílicos se describen en la patente US-7.435.707.

El(los) ácido(s) graso(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,1 % en peso a 50 % en peso, o de 0,1 % en peso a 25 % en peso, o de 0,1 % en peso a 10 % en peso.

Los ejemplos de detergentes sobrebasificados incluyen sulfonatos metálicos sobrebasificados, fenatos metálicos sobrebasificados, salicilatos metálicos sobrebasificados, saliginatos metálicos sobrebasificados, carboxilatos metálicos sobrebasificados, o detergentes de sulfonato de amina sobrebasificados. Los detergentes sobrebasificados contienen metales tales como Mg, Ba, Sr, Zn, Na, Ca, K y mezclas de los mismos. Los detergentes sobrebasificados son sales o complejos metálicos que se caracterizan por un contenido metálico en exceso al cual estaría presente de acuerdo con la estequiometría del metal y el compuesto orgánico ácido particular que reacciona con el metal, por ejemplo, un ácido sulfónico.

El término “ relación de metal” se usa en la presente descripción para designar la relación de los equivalentes químicos totales del metal en el material sobrebasificado (por ejemplo, un sulfonato o carboxilato metálico) a los equivalentes químicos del metal en el producto el cual se espera que resulte en la reacción entre el material orgánico a sobrebasificar (por ejemplo, ácido sulfónico o carboxílico) y el reactivo que contiene metal que se usa para formar el detergente (por ejemplo, hidróxido de calcio, óxido de bario, etc.) de acuerdo con la reactividad química y la estequiometría de los dos reactivos. Por lo tanto, si bien en un sulfonato de calcio normal, la relación de metal es uno, en el sulfonato sobrebasificado, la relación de metal es 4,5.

Se describen ejemplos de tales detergentes, por ejemplo, en las patentes US-2.616.904; US-2.695.910; US-2.767.164; US-2.767.209; US-2.798.852; US-2.959.551; US-3.147.232; US-3.274.135; US-4.729.791; US-5.484.542 y US-8.022.021.

Los detergentes sobrebasificados pueden usarse solos o en combinación. El detergente sobrebasificado puede estar presente en el intervalo de 0,1 % en peso a 50 %; tal como al menos 1 % en peso o hasta 10 % en peso de la composición.

Los desemulsionantes útiles en el presente documento incluyen polietilenglicol, óxidos de polietileno, polímeros de óxidos de alcohol de polipropileno (óxido de etileno-óxido de propileno), alcohol de polioxialquileno, alquilaminas, aminoalcohol, diaminas o poliaminas que reaccionan secuencialmente con óxido de etileno o mezclas de óxido de etileno sustituido, fosfatos de trialquilo y combinaciones de los mismos.

El(los) desemulsionante(s) puede(n) estar presente(s) en la composición inhibidora de corrosión de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, por ejemplo, de 0,0001 % en peso a 2,5 % en peso.

Los dispersantes que se pueden incluir en la composición incluyen aquellos con una cadena principal de hidrocarburo polimérico soluble en aceite y que tienen grupos funcionales que son capaces de asociarse con partículas a dispersar. La cadena principal de hidrocarburo polimérico puede tener un peso molecular promedio en peso que varía de 750 a 1500 Dalton. Los grupos funcionales ilustrativos incluyen restos polares de aminas, alcoholes, amidas y éster que se unen a la cadena principal polimérica, con frecuencia mediante un grupo puente. Los dispersantes ilustrativos incluyen dispersantes de Mannich, descritos en las patentes US-3.697.574 y US-3.736.357; dispersantes de succinimida sin cenizas descritos en las patentes US-4.234.435 y US-4.636.322; dispersantes de amina descritos en las patentes US-3.219.666, US-3.565.804 y US-5.633.326; dispersantes de Koch, descritos en las patentes US-5.936.041, US-5.643.859 y US-5.627.259, y dispersantes de polialquilensuccinimida, descritos en las patentes US-5.851.965, US-5.853.434 y US-5.792.729. El(los) dispersante(s) puede(n) estar presente(s) en la composición para trabajar metales de 0,0001 % en peso a 10 % en peso, por ejemplo, de 0,0005 % en peso a 2,5 % en peso.

En una modalidad, la composición para trabajar metales descrita en la presente descripción puede contener al menos un modificador de fricción adicional distinto al compuesto de la presente invención. El modificador de fricción puede estar presente de 0 % en peso a 6 % en peso, o de 0,01 % en peso a 4 % en peso, o de 0,05 % en peso a 2 % en peso, o de 0,1 % en peso a 2 % en peso de la composición para trabajar metales.

Como se usa en el presente documento, la expresión “ alquilo graso” o “ graso” en relación con los modificadores de la fricción significa una cadena de carbono que tiene de 10 a 22 átomos de carbono, típicamente una cadena de carbono lineal. Alternativamente, el alquilo graso puede ser un grupo alquilo monorramificado, con ramificación típicamente en la posición p. Los ejemplos de grupos alquilo monorramificados incluyen 2-etilhexilo, 2-propilheptilo o 2-octildodecilo.

Los ejemplos de modificadores de la fricción adecuados incluyen derivados de ácidos grasos de cadena larga de aminas, ésteres grasos o epóxidos grasos; imidazolinas grasas tales como productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilenpoliaminas; sales de amina de ácidos alquilfosfóricos; fosfonatos grasos; fosfitos grasos; fosfolípidos borados, epóxidos grasos borados; ésteres de glicerol; ésteres de glicerol borados; aminas grasas; aminas grasas alcoxiladas; aminas grasas alcoxiladas boradas; aminas grasas de hidroxilo y polihidroxilo que incluyen aminas grasas de hidroxilo terciarias; hidroxialquilamidas; sales metálicas de ácidos grasos; sales metálicas de salicilatos de alquilo; oxazolinas grasas; alcoholes etoxilados grasos; productos de condensación de ácidos carboxílicos y polialquilenpoliaminas; o productos de reacción de ácidos carboxílicos grasos con guanidina, aminoguanidina, urea o tiourea y sales de los mismos.

Los modificadores de fricción también pueden abarcar materiales tales como compuestos grasos sulfurados y olefinas, dialquilditiofosfatos de molibdeno, ditiocarbamatos de molibdeno, u otros complejos de molibdeno solubles en aceite tales como Molyvan® 855 (comercializado por RT Vanderbilt, Inc) o Sakuralube® S-700 o Sakuralube® S-710 (comercializado por Adeka, Inc). Los complejos de molibdeno solubles en aceite ayudan a reducir la fricción, pero pueden comprometer la compatibilidad de los sellos.

En una realización, el modificador de fricción puede ser un complejo de molibdeno soluble en aceite. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede incluir ditiocarbamato de molibdeno, ditiofosfato de molibdeno, complejo de óxido azul de molibdeno u otro complejo de molibdeno soluble en aceite o mezclas de los mismos. El complejo de molibdeno soluble en aceite puede ser una mezcla de óxido e hidróxido de molibdeno, denominado óxido “ azul” . Los óxidos azules de molibdeno tienen el molibdeno en un estado de oxidación promedio entre 5 y 6 y son mezclas de MoO₂(OH) a MoO₂,5(OH)ü,5. Un ejemplo del aceite soluble es el complejo de óxido azul de molibdeno que se conoce por el nombre comercial de Luvodur® MB o Luvodur® MBO (disponible comercialmente en Lehmann y Voss GmbH). Los complejos de molibdeno solubles en aceite pueden estar presentes de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,1 % en peso a 5 % en peso o de 1 a 3 % en peso de la composición para trabajar metales.

En una realización, el modificador de fricción puede ser un éster de ácido graso de cadena larga. En otra realización, el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un monoéster y en otra realización el éster de ácido graso de cadena larga puede ser un triglicérido tal como aceite de girasol o aceite de soja o el monoéster de un poliol y un ácido carboxílico alifático.

El agente de presión extrema puede ser un compuesto que contiene azufre y/o fósforo y/o cloro. Los ejemplos de agentes de presión extrema incluyen un polisulfuro, una olefina sulfurada, un tiadiazol, parafinas cloradas, sulfonatos sobrebasificados o mezclas de los mismos.

Los ejemplos de un tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1.3.4- tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo normalmente se forman formando un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3.4- dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Típicamente, se utilizan comúnmente materiales fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio. En diferentes realizaciones, el número de átomos de carbono en el grupo sustituyente hidrocarbilo incluye de 1 a 30, de 2 a 25, de 4 a 20, de 6 a 16, o de 8 a 10. El 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol puede ser 2,5-dioctilditio-1,3,4-tiadiazol, o 2,5-dinonilditio-1,3,4-tiadiazol. En una realización, al menos el 50 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de trisulfuros o tetrasulfuros. En otras realizaciones, al menos el 55 % en peso, o al menos el 60 % en peso de las moléculas de polisulfuro son una mezcla de trisulfuros o tetrasulfuros.

El polisulfuro incluye un polisulfuro orgánico sulfurado de aceites, ácidos grasos o ésteres, olefinas o poliolefinas. Los aceites que se pueden sulfurar incluyen aceites naturales o sintéticos tales como aceites minerales, aceite de manteca de cerdo, ésteres de carboxilato derivados de alcoholes alifáticos y ácidos grasos o ácidos carboxílicos alifáticos (por ejemplo, oleato de miristilo y oleato de oleílo), y ésteres o glicéridos insaturados sintéticos.

Los ácidos grasos incluyen aquellos que contienen de 8 a 30 o de 12 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos de ácidos grasos incluyen oleico, linoleico, linolénico y aceite de resina. Los ésteres de ácidos grasos sulfurados que se preparan a partir de ésteres mixtos de ácidos grasos insaturados, tales como los que se obtienen a partir de grasas animales y aceites vegetales, que incluyen aceite de bogol, aceite de linaza, aceite de soja, aceite de colza y aceite de pescado. El polisulfuro incluye olefinas derivadas de una amplia gama de alquenos. Los alquenos típicamente tienen uno o más dobles enlaces. Las olefinas en una realización contienen de 3 a 30 átomos de carbono. En otras realizaciones, las olefinas contienen de 3 a 16 o de 3 a 9 átomos de carbono. En una realización, la olefina sulfurada incluye una olefina derivada de propileno, isobutileno, penteno o mezclas de los mismos.

En una realización, el polisulfuro comprende una poliolefina derivada de la polimerización mediante técnicas conocidas de una olefina como se describió anteriormente.

En una realización, el polisulfuro incluye tetrasulfuro de dibutilo, éster metílico de ácido oleico sulfurado, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, diciclopentadieno sulfurado, terpeno sulfurado y aductos de Diels-Alder sulfurados. Las parafinas cloradas pueden incluir parafinas cloradas tanto de cadena larga (C²⁰⁺como parafinas cloradas de cadena media (C¹⁴-C¹⁷). Los ejemplos incluyen los productos Choroflo, Paroil y Chlorowax de Dover Chemical.

Los sulfonatos sobrebasificados se han analizado anteriormente. Los ejemplos de sulfonatos sobrebasificados incluyen Lubrizol® 5283C, Lubrizol® 5318A, Lubrizol® 5347LC y Lubrizol® 5358.

El agente de presión extrema puede estar presente de 0 % en peso a 25 % en peso, de 1,0 % en peso a 15,0 % en peso, de 2,0 % en peso a 10,0 % en peso de la composición para trabajar metales.

El fluido para trabajar metales puede tener una composición que se define en la siguiente tabla:

Los ejemplos específicos de una composición para trabajar metales incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

Para demostrar el rendimiento de separación del agua en una composición, la composición puede evaluarse preparando un concentrado tratado con 0,1, 0,5 y 1 % de la sal de amonio cuaternario. Después, el concentrado con el aditivo se diluye al 20 % en disolvente y se mezclan 75 ml de la dilución con 25 ml de agua destilada invirtiendo la dilución seis veces. Se observa el tiempo que tarda el antioxidante en separar los 25 ml de agua. Se pueden ejecutar las normas ASTM B117, ASTM D1748, MIL-PRF-16173E y MIL-C-22235A para garantizar la protección contra la corrosión.

Además, para demostrar el rendimiento antidesgaste de un líquido para trabajar metales, el líquido puede evaluarse frente a los patrones de control en cuanto al desgaste por cuatro bolas (norma ASTM 4172) y la fricción por Microtap. Además, se puede ejecutar la norma ASTM D665 para garantizar la protección contra la corrosión y se puede usar la norma ATSm 2272 para determinar la estabilidad oxidativa.

Otros aditivos de rendimiento: Aceite hidráulico, aceite de turbina o aceite circulante

En una realización, la sal de amonio cuaternario se puede emplear en una composición lubricante para su uso en un sistema hidráulico, un sistema de turbina o un sistema de circulación de aceite. Un sistema hidráulico es generalmente un dispositivo o aparato en el que un fluido, típicamente un fluido a base de aceite, transmite energía a diferentes partes del sistema mediante la fuerza hidráulica. Un lubricante de turbina se usa típicamente para lubricar los engranajes u otras partes móviles de una turbina (o sistema de turbinas), tal como una turbina de vapor o una turbina de gas. Un aceite circulante se usa normalmente para distribuir calor hacia o a través de un dispositivo o aparato por el que circula.

En una realización, la composición lubricante contiene la sal de amonio cuaternario en una cantidad de 0,005 o 0,05 a 2 % en peso, o de 0,01 o 0,05 a 1,5 % en peso, de 0,05 a 1 % en peso, de 0,15 a 1 % en peso, de 0,15 a 0,5 % en peso de la composición general.

Las composiciones lubricantes también pueden contener uno o más aditivos adicionales. En algunas realizaciones, los aditivos adicionales pueden incluir un antioxidante, un agente antidesgaste, un inhibidor de corrosión, un inhibidor de óxido, un inhibidor de espuma, un dispersante, un desemulsionante, un desactivador de metales, un modificador de fricción, un detergente, un emulsionante, un agente de extrema presión, un depresor del punto de fluidez, un modificador de la viscosidad o cualquier combinación de los mismos.

Por lo tanto, el lubricante puede comprender un antioxidante o mezclas de los mismos. El antioxidante puede estar presente en de 0 % en peso a 4,0 % en peso, o de 0,02 % en peso a 3,0 % en peso, o de 0,03 % en peso a 1,5 % en peso del lubricante.

Los antioxidantes incluyen diarilamina, diarilaminas alquiladas, fenoles impedidos, compuestos de molibdeno (tales como ditiocarbamatos de molibdeno), hidroxil tioéteres, trimetilpoliquinolina (por ejemplo, 1,2-dihidro-2,2,4-trimetilquinolina) o mezclas de los mismos.

La diarilamina o diarilamina alquilada puede ser una fenil-a-naftilamina (PANA), una difenilamina alquilada o una fenilnaftilamina alquilada o mezclas de las mismas. La difenilamina alquilada puede incluir difenilamina dinonilada, nonildifenilamina, octildifenilamina, difenilaminadioctilada, difenilamina didecilada, decildifenilamina, bencildifenilamina y mezclas de las mismas. En una realización, la difenilamina puede incluir nonildifenilamina, dinonildifenilamina, octildifenilamina, dioctildifenilamina o mezclas de las mismas. En una realización, la difenilamina alquilada puede incluir nonildifenilamina o dinonildifenilamina. La diarilamina alquilada puede incluir octil, dioctil, nonil, di-nonil, decil o di-decil fenilnaftilaminas. En una realización, la difenilamina se alquila con un sustituyente benceno y t-butilo.

El antioxidante de fenol impedido contiene frecuentemente un butilo secundario y/o un grupo butilo terciario como grupo de impedimento estérico. El grupo fenol puede sustituirse adicionalmente con un grupo hidrocarbilo (normalmente alquilo lineal o ramificado) y/o un grupo en puente que se une a un segundo grupo aromático. Los ejemplos de antioxidantes de fenol impedido adecuados incluyen 2,6-di-terc-butilfenol, 4-metil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-etil-2,6-di-terc-butilfenol, 4-propil-2,6-diterc-butilfenol o 4-butil-2,6-di-terc-butilfenol o 4-dodecil-2,6-di-terc-butilfenol. En una realización, el antioxidante de fenol impedido puede ser un éster y puede incluir, por ejemplo, Irganox™ L-135 de BASF GmbH. Una descripción más detallada de la química de antioxidante de fenol impedido que contiene éster adecuado se encuentra en la patente US-6.559.105.

Los ejemplos de ditiocarbamatos de molibdeno, que pueden usarse como antioxidantes, incluyen los materiales comerciales que se venden bajo los nombres comerciales tales como Molyvan 822®, Molyvan® A, Molyvan® 855 y de R. T. Vanderbilt Co., Ltd., y Adeka Sakura-Lube™ S100, S165, S600 y S525, o mezclas de los mismos. Un ejemplo de un ditiocarbamato que puede usarse como un agente antioxidante o antidesgaste es Vanlube® 7723 de R. T. Vanderbilt Co., Ltd.

El antioxidante puede incluir un monosulfuro de hidrocarbilo sustituido que se representa mediante la fórmula:

en donde R6 puede ser un grupo alquilo lineal o ramificado saturado o insaturado con 8 a 20 átomos de carbono; R₇, R8, R9 y R10 son independientemente hidrógeno o alquilo que contiene de 1 a 3 átomos de carbono. En algunas realizaciones, los monosulfuros de hidrocarbilo sustituidos incluyen sulfuro de n-dodecil-2-hidroxietilo, 1-(tercdodeciltio)-2-propanol o combinaciones de los mismos. En algunas realizaciones, el monosulfuro de hidrocarbilo sustituido es 1-(terc-dodeciltio)-2-propanol.

Las composiciones lubricantes también pueden incluir un dispersante o mezclas de los mismos. Los dispersantes adecuados incluyen: (i) poliéteraminas; (ii) dispersantes de succinimida borada; (iii) dispersantes de succinimida no borada; (iv) productos de la reacción de Mannich de una dialquilamina, un aldehído y un fenol sustituido con hidrocarbilo; o cualquier combinación de los mismos. En algunas realizaciones, el dispersante puede estar presente a 0 % en peso o de 0,01 % en peso a 2,0 % en peso, de 0,05 % en peso a 1,5 % en peso, o de 0,005 % en peso a 1 % en peso, o de 0,05 % en peso a 0,5 % en peso de la composición global.

Los dispersantes que se pueden incluir en la composición incluyen aquellos con una cadena principal de hidrocarburo polimérico soluble en aceite y que tienen grupos funcionales que son capaces de asociarse con partículas a dispersar. La cadena principal de hidrocarburo polimérico puede tener un peso molecular promedio en peso que varía de 750 a 1500 Dalton. Los grupos funcionales ilustrativos incluyen restos polares de aminas, alcoholes, amidas y éster que se unen a la cadena principal polimérica, con frecuencia mediante un grupo puente. Los dispersantes ilustrativos incluyen dispersantes de Mannich, descritos en las patentes US-3.697.574 y US-3.736.357; dispersantes de succinimida sin cenizas descritos en las patentes US-4.234.435 y US-4.636.322; dispersantes de amina descritos en las patentes US-3.219.666, US-3.565.804 y US-5.633.326; dispersantes de Koch, descritos en las patentes US-5.936.041, US-5.643.859 y ^uS-5.627.259, y dispersantes de polialquilensuccinimida, descritos en las patentes US-5.851.965, US-5.853.434 y US-5.792.729.

Los agentes antiespumantes, también conocidos como inhibidores de espuma, son conocidos en la técnica e incluyen siliconas orgánicas e inhibidores de espuma que no son de silicona. Los ejemplos de siliconas orgánicas incluyen dimetilsilicona y polisiloxanos. Los ejemplos de inhibidores de espuma sin silicona incluyen copolímeros de acrilato de etilo y acrilato de 2-etilhexilo, copolímeros de acrilato de etilo, acrilato de 2-etilhexilo y acetato de vinilo, poliéteres, poliacrilatos y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, el antiespumante es un poliacrilato. Los antiespumantes pueden estar presentes en la composición de 0,001 % en peso a 0,012 % en peso o 0,004 % en peso o incluso de 0,001 % en peso a 0,003 % en peso.

Los desemulsionantes son conocidos en la técnica e incluyen derivados de óxido de propileno, óxido de etileno, polioxialquilenalcoholes, alquilaminas, aminoalcoholes, diaminas o poliaminas que reaccionan secuencialmente con óxido de etileno u óxidos de etileno sustituidos o mezclas de los mismos. Los ejemplos de desemulsionantes incluyen polietilenglicoles, óxidos de polietileno, óxidos de polipropileno, polímeros de (óxido de etileno-óxido de propileno) y mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, el desemulsionante es un poliéter. Los desemulsionantes pueden estar presentes en la composición de 0,002 % en peso a 0,012 % en peso.

Los depresores del punto de fluidez son conocidos en la técnica e incluyen ésteres de copolímeros de anhídrido maleico-estireno, polimetacrilatos; poliacrilatos; poliacrilamidas; productos de condensación de ceras de haloparafina y compuestos aromáticos; polímeros de carboxilato de vinilo; y terpolímeros de fumaratos de dialquilo, ésteres vinílicos de ácidos grasos, copolímeros de etileno-acetato de vinilo, resinas de condensación de alquilfenol formaldehído, éteres alquilvinílicos y mezclas de los mismos.

La composición lubricante también puede incluir un inhibidor de óxido. Los inhibidores de óxido adecuados incluyen sales de hidrocarbilamina de ácido alquilfosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido dialquilditiofosfórico, sales de hidrocarbilamina de ácido hidrocarbilarilsulfónico, ácidos carboxílicos grasos o ésteres de los mismos, un éster de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno, un sulfonato de amonio, una imidazolina, derivados de ácido succínico alquilado que reaccionan con alcoholes o éteres, o cualquier combinación de los mismos; o mezclas de los mismos.

Las sales de hidrocarbilamina de ácido alquilfosfórico adecuadas pueden representarse por la siguiente fórmula:

en donde R26 y R27 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo o hidrocarbilo, típicamente al menos uno de R26 y R27 es hidrocarbilo. R26 y R27 contienen de 4 a 30, de 8 a 25, de 10 a 20, o de 13 a 19 átomos de carbono. R28, R29 y R30 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo lineales o alquilo ramificadas con de 1 a 30, o de 4 a 24, o de 6 a 20, o de 10 a 16 átomos de carbono. R28, R29 y R30 son independientemente hidrógeno, cadenas de alquilo lineales o ramificadas, o al menos uno, o dos de R28, R29 y R30 son hidrógeno. Los ejemplos de grupos alquilo adecuados para R28, R29 y R30 incluyen butilo, sec butilo, isobutilo, terc-butilo, pentilo, n-hexilo, sec hexilo, n-octilo, 2-etilo, hexilo, decilo, undecilo, dodecilo, tridecilo, tetradecilo, pentadecilo, hexadecilo, heptadecilo, octadecilo, octadecenilo, nonadecilo, eicosilo o mezclas de los mismos.

En una realización, la sal de hidrocarbilamina de un ácido alquilfosfórico es el producto de reacción de un ácido fosfórico alquilado de C i4 a Cis con Primene® 81R (que produce y comercializa Rohm & Haas) que es una mezcla de aminas primarias de alquilo terciario de C11 a C14.

Las sales de hidrocarbilamina del ácido dialquilditiofosfórico pueden incluir un inhibidor de óxido tal como una sal de hidrocarbilamina del ácido dialquilditiofosfórico. Estos pueden ser un producto de reacción de ácidos heptilo u octilo o nonilditiofosfórico con etilendiamina, morfolina o Primene® 81R o mezclas de los mismos.

Las sales de hidrocarbil amina del ácido hidrocarbil aril sulfónico pueden incluir la sal de etilendiamina del ácido dinonil naftalensulfónico.

Los ejemplos de ácidos carboxílicos grasos adecuados o ésteres de los mismos incluyen monooleato de glicerol y ácido oleico. Un ejemplo de un éster adecuado de un ácido carboxílico que contiene nitrógeno incluye oleilsarcosina. Los inhibidores de óxido pueden estar presentes en el intervalo de 0 o 0,02 % en peso a 0,2 % en peso, de 0,03 % en peso a 0,15 % en peso, de 0,04 % en peso a 0,12 % en peso, o de 0,05 % en peso a 0,1 % en peso de la composición de aceite lubricante. Los inhibidores de óxido pueden usarse solos o en mezclas de los mismos. El lubricante puede contener un desactivador de metales o mezclas de los mismos. Los desactivadores de metales pueden elegirse de un derivado de benzotriazol (típicamente toliltriazol), 1,2,4-triazol, bencimidazol, 2-alquilditiobencimidazol o 2-alquilditiobenzotiazol, 1-amino-2-propanol, un derivado de dimercaptotiadiazol, octanoato de octilamina, productos de condensación de ácido o anhídrido dodecenilsuccínico y/o un ácido graso tal como ácido oleico con una poliamina. Los desactivadores de metales también pueden describirse como inhibidores de la corrosión. Los desactivadores de metales pueden estar presentes en el intervalo de 0 o 0,001 % en peso a 0,1 % en peso, de 0,01 % en peso a 0,04 % en peso o de 0,015 % en peso a 0,03 % en peso de la composición de aceite lubricante. Los desactivadores de metales también pueden estar presentes en la composición de 0,002 % en peso o de 0,004 % en peso a 0,02 % en peso. El desactivador de metales puede usarse solo o como mezclas de los mismos. En una realización, la invención proporciona una composición lubricante que comprende adicionalmente un detergente que contiene metal. El detergente que contiene metal puede ser un detergente de calcio o magnesio. El detergente que contiene metal también puede ser un detergente sobrebasificado con un número de base total que varía de 30 a 500 mg de KOH/g de equivalentes.

El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos, salixaratos, salicilatos y mezclas de los mismos, o equivalentes borados de los mismos. El detergente que contiene metal puede elegirse de fenatos que no contienen azufre, fenatos que contienen azufre, sulfonatos y mezclas de los mismos. El detergente puede boratarse con un agente boratante tal como ácido bórico tal como un detergente de sulfonato de calcio o magnesio sobrebasificado borado, o mezclas de los mismos. El detergente puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, o de 0,001 % en peso a 1,5 % en peso, o de 0,005 % en peso a 1 % en peso, o de 0,01 % en peso a 0,5 % en peso de la composición hidráulica.

La composición lubricante puede incluir un agente de presión extrema. El agente de extrema presión puede ser un compuesto que contiene azufre y/o fósforo. Los ejemplos de agentes de extrema presión incluyen polisulfuros, olefinas sulfuradas, tiadiazoles o mezclas de los mismos.

Los ejemplos de un tiadiazol incluyen 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol u oligómeros del mismo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo, un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio, u oligómeros del mismo. Los oligómeros de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo normalmente se forman formando un enlace azufre-azufre entre unidades de 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol para formar oligómeros de dos o más de dichas unidades de tiadiazol. Los ejemplos de un compuesto de tiadiazol adecuado incluyen al menos uno de un dimercaptotiadiazol, 2,5-dimercapto-[1,3,4]-tiadiazol, 3,5-dimercapto-[1,2,4]-tiadiazol, 3,4-dimercapto-[1,2,5]-tiadiazol o 4-5-dimercapto-[1,2,3]-tiadiazol. Materiales típicamente fácilmente disponibles tales como 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbilo o un 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol sustituido con hidrocarbiltio se utilizan comúnmente. En diferentes realizaciones, el número de átomos de carbono en el grupo sustituyente hidrocarbilo incluye de 1 a 30, de 2 a 25, de 4 a 20, de 6 a 16, o de 8 a 10. El 2,5-dimercapto-1,3,4-tiadiazol puede ser 2,5-dioctilditio-1,3,4-tiadiazol, o 2,5-dinonilditio-1,3,4-tiadiazol.

El polisulfuro puede incluir un polisulfuro orgánico sulfurado de aceites, ácidos grasos o ésteres, olefinas o poliolefinas.

Los aceites que se pueden sulfurar incluyen aceites naturales o sintéticos tales como aceites minerales, aceite de manteca de cerdo, ésteres de carboxilato derivados de alcoholes alifáticos y ácidos grasos o ácidos carboxílicos alifáticos (por ejemplo, oleato de miristilo y oleato de oleílo), y ésteres o glicéridos insaturados sintéticos.

Los ácidos grasos incluyen aquellos que contienen de 8 a 30 o de 12 a 24 átomos de carbono. Los ejemplos de ácidos grasos incluyen oleico, linoleico, linolénico y aceite de resina. Ésteres de ácidos grasos sulfurados preparados a partir de ésteres de ácidos grasos insaturados mixtos, como los que se obtienen a partir de grasas animales y aceites vegetales, incluyendo aceite de resina, aceite de linaza, aceite de soja, aceite de colza y aceite de pescado.

El polisulfuro incluye olefinas derivadas de una amplia gama de alquenos. Los alquenos típicamente tienen uno o más dobles enlaces. Las olefinas en una realización contienen de 3 a 30 átomos de carbono. En otras realizaciones, las olefinas contienen de 3 a 16 o de 3 a 9 átomos de carbono. En una realización, la olefina sulfurada incluye una olefina derivada de propileno, isobutileno, penteno o mezclas de los mismos. En una realización, el polisulfuro comprende una poliolefina derivada de la polimerización mediante técnicas conocidas de una olefina como se describió anteriormente. En una realización, el polisulfuro incluye tetrasulfuro de dibutilo, éster metílico de ácido oleico sulfurado, alquilfenol sulfurado, dipenteno sulfurado, diciclopentadieno sulfurado, terpeno sulfurado y aductos de Diels-Alder sulfurados.

El agente de presión extrema puede estar presente de 0 % en peso a 3 % en peso, de 0,005 % en peso a 2 % en peso, de 0,01 % en peso a 1,0 % en peso de la composición hidráulica.

El lubricante puede comprender además un modificador de viscosidad o mezclas del mismo. Los modificadores de viscosidad (frecuentemente denominados mejoradores del índice de viscosidad) adecuados para su uso en la invención incluyen materiales poliméricos que incluyen un caucho de estireno-butadieno, un copolímero de olefina, un polímero de estireno-isopreno hidrogenado, un polímero de isopreno con radicales hidrogenados, un éster de ácido poli(met)acrílico, un polialquilestireno, un copolímero de dieno conjugado de alquenilarilo hidrogenado, un copolímero de éster de anhídrido maleico-estireno o mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, el modificador de viscosidad es un éster de ácido poli(met)acrílico, un copolímero de olefina o mezclas de los mismos. Los modificadores de viscosidad pueden estar presentes de 0 % en peso a 10 % en peso, de 0,5 % en peso a 8 % en peso, de 1 % en peso a 6 % en peso del lubricante.

En una realización, el lubricante descrito en el presente documento puede contener al menos un modificador de fricción. El modificador de fricción puede estar presente de 0 % en peso a 3 % en peso, o de 0,02 % en peso a 2 % en peso, o de 0,05 % en peso a 1 % en peso de la composición lubricante.

En una realización, la composición lubricante incluye además un agente antidesgaste. Típicamente, el agente antidesgaste puede ser un agente antidesgaste de fósforo o mezclas del mismo. El agente antidesgaste puede estar presente de 0 % en peso a 5 % en peso, de 0,001 % en peso a 2 % en peso, de 0,01 % en peso a 1,0 % en peso del lubricante.

El agente antidesgaste de fósforo puede incluir una sal de amina de fósforo o mezclas de la misma. La sal de amina de fósforo incluye una sal de amina de un éster de ácido de fósforo o mezclas del mismo. La sal de amina de un éster de ácido de fósforo incluye ésteres de ácido fosfórico y sales de amina del mismo; ésteres de ácido dialquilditiofosfórico y sales de amina de los mismos; fosfitos; y sales de amina de ésteres, éteres y amidas carboxílicos que contienen fósforo; di o triésteres de ácido fosfórico o tiofosfórico sustituidos con hidroxi y sales de amina de los mismos; di o triésteres fosforilados de ácido fosfórico o tiofosfórico sustituidos con hidroxi y sales de amina de los mismos; y mezclas de los mismos. La sal de amina de un éster de ácido de fósforo se puede usar sola o en combinación.

En una realización, la sal de amina con fósforo soluble en aceite incluye compuestos de sal de amina parcial-sal metálica parcial o mezclas de los mismos. En una realización, el compuesto de fósforo incluye además un átomo de azufre en la molécula.

Los ejemplos del agente antidesgaste pueden incluir un compuesto de fósforo no iónico (típicamente compuestos que tienen átomos de fósforo con un estado de oxidación de 3 o 5). En una realización, la sal de amina del compuesto de fósforo puede estar libre de cenizas, es decir, libre de metales (antes de mezclarse con otros componentes).

Las aminas que pueden ser adecuadas para su uso como sal de amina incluyen aminas primarias, aminas secundarias, aminas terciarias y mezclas de las mismas. Las aminas incluyen aquellas con al menos un grupo hidrocarbilo o, en ciertas realizaciones, dos o tres grupos hidrocarbilo. Los grupos hidrocarbilo pueden contener de 2 a 30 átomos de carbono, o en otras realizaciones de 8 a 26, o de 10 a 20, o de 13 a 19 átomos de carbono.

Las aminas primarias incluyen etilamina, propilamina, butilamina, 2-etilhexilamina, octilamina, y dodecilamina, así como también tales aminas grasas como n-octilamina, n-decilamina, n-dodecilamina, n-tetradecilamina, nhexadecilamina, n-octadecilamina y oleilamina. Otras aminas grasas útiles incluyen aminas grasas disponibles comercialmente tales como aminas “Armeen®” (productos disponibles en Akzo Chemicals, Chicago, Illinois), tales como Armeen C, Armeen O, Armeen OL, Armeen T, Armeen HT, Armeen S y Armeen SD, en donde la designación de la letra se refiere al grupo graso, tal como los grupos coco, oleilo, sebo o estearilo.

Los ejemplos de aminas secundarias adecuadas incluyen dimetilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, diamilamina, dihexilamina, diheptilamina, metiletilamina, etilbutilamina y etilamilamina. Las aminas secundarias pueden ser aminas cíclicas tales como piperidina, piperazina y morfolina.

La amina también puede ser una amina primaria alifática terciaria. En este caso, el grupo alifático puede ser un grupo alquilo que contiene de 2 a 30, o de 6 a 26, o de 8 a 24 átomos de carbono. Las alquilaminas terciarias incluyen monoaminas tales como terc-butilamina, terc-hexilamina, 1-metil-1-aminociclohexano, terc-octilamina, tercdecilamina, terc-dodecilamina, terc-tetradecilamina, terc-hexadecilamina, terc-octadecilamina y terc-octacosanilamina.

En una realización, la sal de amina de ácido de fósforo incluye una amina con grupos primarios de alquilo terciario C11 a C14 o mezclas de los mismos. En una realización, la sal de amina de ácido fosforoso incluye una amina con aminas primarias de alquilo terciario C14 a C18 o mezclas de las mismas. En una realización, la sal de amina de ácido de fósforo incluye una amina con aminas primarias de alquilo terciario de C18 a C22 o mezclas de las mismas. También pueden usarse mezclas de aminas. En una realización, una mezcla útil de aminas es “ Primene® 81R” y “ Primer® JMT” . Primene® 81R and Primene® JMT (ambos producidos y comercializados por Rohm & Haas) son mezclas de aminas primarias de alquilo terciario C11 a C14 y aminas primarias de alquilo terciario C18 a C22 respectivamente.

En una realización, las sales de amina solubles en aceite de compuestos de fósforo incluyen una sal de amina libre de azufre de un compuesto que contiene fósforo que se puede obtener/obtenible mediante un proceso que comprende: hacer reaccionar una amina tanto con (i) un diéster de ácido fosfórico sustituido con hidroxi, o (ii) un di- o tri-éster de ácido fosfórico sustituido con hidroxi fosforilado. Una descripción más detallada de compuestos de este tipo se describe en la patente US-8.361.941.

En una realización, la sal de hidrocarbilamina de un éster de ácido alquilfosfórico es el producto de reacción de un ácido fosfórico alquilado C14 a C18 con Primene 81R® (producido y comercializado por Rohm & Haas) que es una mezcla de aminas primarias de alquilo terciario C11 a C14.

Los ejemplos de sales de hidrocarbilamina de ésteres de ácido dialquilditiofosfórico incluyen el(los) producto(s) de reacción de los ácidos isopropilo, metilamilo (4-metil-2-pentilo o mezclas de los mismos), 2-etilhexilo, heptilo, octilo o nonilditiofosfórico con etilendiamina, morfolina, o Primene 81R™ y mezclas de los mismos.

En una realización, el ácido ditiofosfórico se puede hacer reaccionar con un epóxido o un glicol. Este producto de reacción reacciona adicionalmente con un ácido, anhídrido, o éster inferior de fósforo. El epóxido incluye un epóxido alifático o un óxido de estireno. Los ejemplos de epóxidos útiles incluyen óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de buteno, óxido de octeno, óxido de dodeceno y óxido de estireno. En una realización, el epóxido puede ser óxido de propileno. Los glicoles pueden ser glicoles alifáticos que tienen de 1 a 12, o de 2 a 6, o de 2 a 3 átomos de carbono. Los ácidos ditiofosfóricos, glicoles, epóxidos, reactivos de fósforo inorgánico y métodos para hacer reaccionar los mismos se describen en la patente US-3.197.405 y US-3.544.465. Después, los ácidos resultantes se pueden convertir en sales con aminas. Un ejemplo de ácido ditiofosfórico adecuado se prepara mediante la adición de pentóxido de fósforo (aproximadamente 64 gramos) a 58 °C durante un período de 45 minutos a 514 gramos de O,O-di(4-metil-2-pentil)fosforoditioato de hidroxipropilo (que se prepara al reaccionar ácido di(4-metil-2-pentil)-fosforoditioico con 1,3 moles de óxido de propileno a 25 °C). La mezcla puede calentarse a 75 °C durante 2,5 horas, mezclarse con una tierra de diatomeas y filtrarse a 70 °C. El filtrado contiene 11,8% en peso de fósforo, 15,2 % en peso de azufre y un índice de acidez de 87 (azul de bromofenol).

En una realización, los aditivos antidesgaste pueden incluir un dialquilditiofosfato de zinc. En otras realizaciones, las composiciones de la presente invención están sustancialmente libres, o incluso completamente libres, de dialquilditiofosfato de zinc.

En una realización, la invención proporciona una composición que incluye un agente antidesgaste de ditiocarbamato definido en la patente US-4.758.362 columna 2, línea 35 a columna 6, línea 11. Cuando está presente el agente antidesgaste ditiocarbamato puede estar presente desde 0,25 % en peso, 0,3 % en peso, 0,4 % en peso o incluso 0,5 % en peso hasta 0,75 % en peso, 0,7 % en peso, 0,6 % en peso o incluso 0,55 % en peso en la composición total. Por tanto, un lubricante hidráulico puede comprender:

de 0,01 % en peso a 2 % en peso de una sal de amonio cuaternario,

de 0,0001 % en peso a 0,15% en peso de un inhibidor de corrosión elegido de 2,5-bis(terc-dodecilditio)-1,3,4-tiadiazol, toliltriazol, o mezclas de los mismos,

un aceite de viscosidad lubricante,

de 0,02 % en peso a 3 % en peso de antioxidante que se elige de antioxidantes amínicos o fenólicos o mezclas de los mismos,

de 0 % en peso a 1,5 % en peso de una succinimida borada o un dispersante de succinimida no borada,

0,001 % en peso a 1,5% en peso de un naftaleno sulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado (típicamente un dinonil naftaleno sulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado), y

de 0,001 % en peso a 2 % en peso, o de 0,01 % en peso a 1 % en peso de un agente antidesgaste que se elige de dialquilditiofosfato de zinc, dialquilfosfato de zinc, sal de amina de un ácido o éster de fósforo, o mezclas de los mismos. Por tanto, un lubricante hidráulico puede comprender:

de 0,01 % en peso a 1,5 % en peso de una sal de fosamina,

un aceite de viscosidad lubricante,

de 0,005 % en peso a 1,5 % en peso de una succinimida borada o un dispersante de succinimida no borada, 0,001 % en peso a 1,5% en peso de un naftaleno sulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado (típicamente un dinonil naftaleno sulfonato de calcio neutro o ligeramente sobrebasificado), y

de 0,001 % en peso a 2 % en peso, o de 0,01 % en peso a 1 % en peso de un agente antidesgaste que se elige de dialquilditiofosfato de zinc, dialquilfosfato de zinc, sal de amina de un ácido o éster de fósforo, o mezclas de los mismos. Un lubricante hidráulico también puede comprender una formulación que se define en la siguiente tabla:

Tabla 3

Los ejemplos específicos de un lubricante hidráulico incluyen los que se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 4

El rendimiento de hinchamiento de sellos de las composiciones lubricantes hidráulicas se puede evaluar según la norma ASTM D471-12a: Método de prueba patrón para las propiedades del caucho - Efecto de los líquidos.

Como se usa en el presente documento, el término “ producto de condensación” pretende abarcar ésteres, amidas, imidas y otros materiales que pueden prepararse mediante una reacción de condensación de un ácido o un equivalente reactivo de un ácido (por ejemplo, un haluro de ácido, anhídrido, o éster) con un alcohol o una amina, independientemente de si realmente se realiza una reacción de condensación para conducir directamente al producto. Así, por ejemplo, un éster particular puede prepararse mediante una reacción de transesterificación en lugar de directamente mediante una reacción de condensación. El producto resultante todavía se considera un producto de condensación.

Sin embargo, la cantidad de cada componente químico se presenta exclusiva de cualquier disolvente o aceite diluyente, que puede estar habitualmente presente en el material comercial, a menos que se indique otra cosa. Sin embargo, a menos que se indique otra cosa, cada producto químico o composición que se refiere en la presente descripción debe interpretarse como que es un material de calidad comercial, que puede contener los isómeros, subproductos, derivados, y otros tales materiales, que normalmente se entiende que están presentes en la calidad comercial.

Como se usa en el presente documento, la expresión “ sustituyente hidrocarbilo” o “ grupo hidrocarbilo” se usa en su sentido ordinario, que es bien conocido por los expertos en la técnica. Específicamente, se refiere a un grupo que tiene un átomo de carbono unido directamente al resto de la molécula y que tiene predominantemente carácter de hidrocarburo. Los ejemplos de grupos hidrocarbilo incluyen:

sustituyentes hidrocarburos, es decir, sustituyentes alifáticos (por ejemplo, alquilo o alquenilo), alicíclicos (por ejemplo, cicloalquilo, cicloalquenilo), y sustituyentes aromáticos sustituidos con aromáticos, alifáticos y alicíclicos, así como sustituyentes cíclicos en donde el anillo se completa a través de otra porción de la molécula (por ejemplo, dos sustituyentes juntos forman un anillo);

sustituyentes de hidrocarburos sustituidos, es decir, sustituyentes que contienen grupos no hidrocarburos que, en el contexto de esta invención, no alteran la naturaleza predominantemente de hidrocarburos del sustituyente (por ejemplo, halo (especialmente cloro y flúor), hidroxilo, alcoxilo, mercapto, alquilmercapto, nitro, nitroso y sulfoxilo); sustituyentes hetera, es decir, sustituyentes que, aunque tienen un carácter predominantemente de hidrocarburo, en el contexto de esta invención, contienen distintos de carbono en un anillo o cadena compuesta por lo demás por átomos de carbono y abarca sustituyentes como piridilo, furilo, tienilo e imidazolilo. Los heteroátomos incluyen azufre, oxígeno y nitrógeno. En general, no más de dos, o no más de un sustituyente no hidrocarbonado estará presente por cada diez átomos de carbono en el grupo hidrocarbilo; alternativamente, puede no haber sustituyentes no hidrocarbonados en el grupo hidrocarbilo.

Se sabe que algunos de los materiales descritos anteriormente pueden interactuar en la formulación final, de modo que los componentes de la formulación final pueden ser diferentes de los que se añaden inicialmente. Por ejemplo, los iones metálicos (de, por ejemplo, un detergente) pueden migrar a otros sitios ácidos o aniónicos de otras moléculas. Los productos formados de este modo, incluyendo los productos formados al emplear la composición lubricante de la presente invención en su uso previsto, pueden no ser susceptibles de una fácil descripción. Sin embargo, todas esas modificaciones y productos de reacción se incluyen dentro del alcance de la presente invención; la presente invención abarca la composición lubricante preparada mezclando los componentes descritos anteriormente.

La presente invención es útil para proporcionar una separación del agua mejorada en composiciones de revestimiento para evitar la oxidación en superficies metálicas. Sorprendentemente, la separación del agua mejorada se puede lograr sin efectos negativos sobre el rendimiento de la niebla salina, lo que se puede entender mejor con referencia a los siguientes ejemplos. Ejemplos

Muestra 1

Se cargó una succinimida de poliisobutileno de Pm 1000 de dimetilaminopropil amina (250 g, 0,231 mol), salicilato de metilo (52,68 g, 0,347 mol) y 2-etilhexanol (417,9 g, 58 % en peso) en un matraz con brida de 1 l equipado con un agitador superior, termopar con calentamiento Eurotherm, barrido de nitrógeno y condensador. La reacción se calentó lentamente con agitación (200 rpm) a 140 °C. La reacción se mantuvo a temperatura durante la noche (aproximadamente 18 h). El material resultante, una poliisobutilenosuccinimida cuaternizada que se creía que tenía la estructura siguiente, se enfrió y recogió.

Muestra 2

Se cargó anhídrido succínico de poliisobutileno Pn 2300, fabricado a través de la reacción de aldereno de poliisobutileno con anhídrido maleico, índice de acidez teórico de 43 mg de KOH/g (1000 g, CO:N 1:1) en un matraz con brida de 2 l, equipado con un agitador mecánico, termopar con calentamiento Eurotherm, barrido de nitrógeno, dean stark rematado con un condensador. La reacción se calentó a 95 °C con agitación (~250 rpm). Se cargó N'N-dimetilaminopropilamina (37,14 g, CO:N 1:1) por debajo de la superficie gota a gota a la reacción durante 17 minutos. Una vez completada la adición, la reacción se calentó a 150 °C y se mantuvo durante 4 h con un rociado de nitrógeno por debajo de la superficie. Durante la espera se recogió agua en la trampa Dean Stark. El material resultante, una poliisobutilenosuccinimida que se creía que tenía la estructura a continuación, se enfrió y se recogió.

Muestra 3

Se cargaron poliisobutilenosuccinimida (479,3 g, 0,43 mol) y 2-etilhexanol (194,7 g, 26 % en peso) en un matraz con brida de 1 l equipado con un agitador superior, termopar con calentamiento Eurotherm, barrido de nitrógeno, condensador y sello subaseal (con bomba de jeringa). La reacción se calentó a 75 °C con agitación (210 rpm. Se cargaron en el matraz ácido acético (25,57 g, 0,43 mol) y agua (4,79 g, 1 % en peso) y se mantuvieron durante 30 minutos para homogeneizar. Se añadió óxido de propileno (44,52 g, 0,774 mol) debajo de la superficie a través de una bomba de jeringa durante 2 horas (velocidad: 13,41 ml/h). Durante la adición, la velocidad de agitación se aumentó a 476 rpm. Una vez completada la adición, la reacción se mantuvo durante 3 h adicionales. El material resultante, una poliisobutilenosuccinimida cuaternizada que se creía que tenía la estructura siguiente, se enfrió y recogió.

Muestra 4

Se cargó anhídrido succínico de poliisobutileno Pm 1000, preparado haciendo reaccionar 1 mol de poliisobutileno de alto contenido de vinilideno de peso molecular promedio 1000 y 1,2 moles de anhídrido maleico en una reacción térmica de “ eno” (2000 g, 2,134 mol) y heptano (384,6 g, 15 % en peso) en un matraz con brida de 5 l equipado con un agitador superior, termopar con calentamiento Eurotherm, trampa Dean Stark rematada con un condensador, un barrido de nitrógeno y un embudo de goteo con adición subsuperficial. La reacción se calentó a 70 °C con agitación (120 rpm.) Una vez a la temperatura, se cargó gota a gota dimetilaminopropilamina (218,5 g, 2,134 mol) durante 110 minutos. Nota - se varió la adición para que la temperatura no superara los 80 °C. Durante la adición, la velocidad de agitación se aumentó a 170 rpm. Una vez completada la adición, la reacción se mantuvo a 70 °C durante 3 h. El material resultante, una poliisobutenilsuccinamida-ácido que se creía que tenía la estructura siguiente, se enfrió y recogió.

Muestra 5

En una planta de reacción, se calentó a 80 °C anhídrido succínico de poliisobutileno (100 % de activos, 100 partes en peso (pep)) y se cargó en un recipiente de reacción encamisado equipado con agitador, condensador, bomba de alimentación unida a la tubería de adición sublínea, línea de nitrógeno y manto/termopar/sistema controlador de temperatura. El recipiente de reacción se calentó a 100 °C, donde se cargó dimetilaminopropilamina (10,93 pep) a la reacción, manteniendo la temperatura del lote por debajo de 120 °C. Después, la temperatura se elevó a 150 °C y se mantiene durante 3 horas. El producto resultante, un detergente de succinimida no cuaternizado, se enfrió y se recogió. Este material después se calentó a 75 °C y se cargó en un recipiente de reacción encamisado equipado con agitador, condensador, bomba de alimentación unida a la tubería de adición de sublínea, línea de nitrógeno y sistema de manto/termopar/controlador de temperatura. Se cargaron en el recipiente 2-etilhexanol (40,55 pep), agua (1 pep) y ácido acético (5,88 pep) y la mezcla se mantuvo durante 3 horas. Después, se cargó óxido de propileno (8,54 pep) a través de un anillo de rociado por debajo de la superficie y la reacción se mantuvo a 75 °C durante 6 horas. El producto resultante, una succinimida cuaternizada que se creía que tenía la estructura siguiente, se enfrió y se recogió.

Ejemplo 1

Las muestras 1 a 5 se añadieron a un antioxidante de cera natural derivada de soja (“ soja” ) y un antioxidante a base de cera de petróleo oxidado (“ petróleo”) en concentraciones que varían de 0,1 a 1 %. Después, estas mezclas se diluyeron en alcoholes minerales y se realizó la prueba de separación del agua preparando un concentrado tratado con 0,1, 0,5 y 1 % de la sal de amonio cuaternario, diluyendo el concentrado al 20% en disolvente y después mezclando 75 ml de la dilución con 25 ml de agua destilada invirtiendo la dilución seis veces. Se observó el tiempo que tarda el antioxidante en separar los 25 ml de agua

La Tabla 1 muestra los resultados de estas pruebas iniciales.

Tabla 1. Pruebas iniciales de separación del agua para cinco aminas cuaternarias

Ambos PO, cuando se trataron con aminas cuaternarias, proporcionaron una mejor separación del agua en comparación con los PO sin tratar para todos los aditivos en todas las concentraciones probadas. Para la mezcla de cera natural de soja, añadir tan solo un 0,1 % de un aditivo cuaternario redujo el tiempo necesario para la separación del agua de más de 21 minutos a aproximadamente 8 minutos. De manera similar, el petróleo sin tratar tomó aproximadamente 17 minutos para separar el agua; este tiempo se mejoró a menos de 10 minutos para el aditivo cuaternario de mejor rendimiento (Muestra 4). Estos resultados positivos sugirieron que la adición de pequeñas cantidades de aditivos cuaternarios a la cera natural derivada de la soja y a la cera de petróleo oxidado podría producir preventivos contra la oxidación con una mejor separación del agua; sin embargo, era necesario probar los efectos de las aminas cuaternarias sobre la protección contra la niebla salina antes de seguir trabajando. Pruebas de niebla salina en la combinación de soja, así como en un preventivo de la oxidación de cera natural derivada de coco (1:2 de coco parcialmente hidrogenado a soja parcialmente hidrogenada - “ Coco” ). Los resultados de las pruebas de separación del agua se proporcionan en la Tabla 2.

Tabla 2. Pruebas de separación del agua para aminas cuaternarias a concentraciones más bajas.

Las cinco aminas cuaternarias probadas parecen tener aproximadamente los mismos efectos sobre la separación del agua para cada mezcla. Los tiempos de separación del agua observados de 10 a 13 minutos para las muestras de sal de amonio cuaternario fueron más rápidos que los 30 minutos necesarios para que la mezcla de soja sin tratar separe el agua.

Para la mezcla de cera natural de coco, la separación del agua mejoró con las muestras de amonio cuaternario de 13 minutos para la mezcla de coco sin tratar a menos de 10 minutos para la sal de amonio cuaternario de mejor rendimiento. De manera similar, para el petróleo, los aditivos cuaternarios redujeron el tiempo de separación del agua de 25 minutos a 14-16 minutos.

Estos resultados muestran claramente que las aminas cuaternarias pueden mejorar la separación del agua para preventivos del óxido. Las cinco aminas cuaternarias muestran un comportamiento similar y ofrecen mejoras en la separación del agua. Los aditivos comerciales son más impredecibles, algunos ofrecen mejoras dramáticas en el tiempo de separación del agua y otros no muestran ninguna mejora con respecto al PO sin tratar.

Se evaluó adicionalmente el efecto de las sales de amonio cuaternario sobre la protección contra la niebla salina. Se seleccionaron varias combinaciones con buen rendimiento de niebla salina para la prueba de niebla salina. Estas mezclas se compararon con controles de petróleo, soja y coco sin aditivos desemulsionantes para determinar si la presencia del aditivo afectaba al rendimiento de la niebla salina. Los resultados se informan en la Tabla 4. Tabla 4. Prueba de niebla salina

Los resultados de las pruebas de niebla salina muestran claramente que las sales de amonio cuaternario pueden tener un efecto insignificante sobre el rendimiento de la niebla salina para los tres PO. La mezcla de soja sin tratar duró más de 400 horas en niebla salina, mientras que las muestras de soja tratadas con aditivo desemulsionante duraron más de 350 horas. De manera similar, para la mezcla de coco, la muestra sin tratar y una muestra tratada con 0,01 % de Muestra 4 tuvieron un rendimiento de niebla salina comparable, y fueron superados por una muestra tratada con 0,01 % de Muestra 5. Para el Petróleo, ninguno de los aditivos probados tuvo un efecto negativo sobre el rendimiento de la niebla salina.

Es evidente a partir de este estudio que los aditivos de amina cuaternaria son desemulsionantes eficaces en PO a base de petróleo y a base de cera de origen natural. Estos aditivos mejoran los tiempos de separación del agua de 20 a 30 minutos para los PO sin tratar a menos de 15 minutos y, en algunos casos, a menos de 10 minutos. Además, cuando se usan en concentraciones del 0,05 % o inferiores, los aditivos proporcionan una mejor separación del agua sin efectos negativos sobre el rendimiento de la niebla salina.

La mención de cualquier documento no es una admisión de que dicho documento califique como técnica anterior o constituya el conocimiento general del experto en cualquier jurisdicción. Excepto en los ejemplos, o cuando se indique explícitamente de otro modo, todas las cantidades numéricas en esta descripción que especifican cantidades de materiales, condiciones de reacción, pesos moleculares, número de átomos de carbono y similares, deben entenderse como modificadas por la palabra “ aproximadamente” . Debe entenderse que los límites de la cantidad superior e inferior, del intervalo y de la razón establecidos en el presente documento pueden combinarse independientemente. Similarmente, los intervalos y cantidades para cada elemento de la invención pueden usarse junto con intervalos o cantidades para cualquiera de los otros elementos.

Como se usa en el presente documento, la expresión de transición “ que comprende” , que es sinónimo de “ que incluye” , “ que contiene” o “ caracterizado por” es inclusiva o abierta y no excluye elementos o etapas de método adicionales no mencionados. Sin embargo, en cada mención de “ que comprende” en el presente documento, se pretende que la expresión también abarque, como realizaciones alternativas, las expresiones “ que consiste esencialmente en” y “ que consiste en” , donde “ que consiste en” excluye cualquier elemento o etapa no especificados y “ que consiste esencialmente en” permite la inclusión de elementos o etapas adicionales no mencionados que no afectan materialmente a las características esenciales o básicas y novedosas de la composición o método en consideración.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición de revestimiento que comprende;

a. una composición preventiva del óxido, y

b. una sal de amonio cuaternario que comprende el producto de reacción de

i. un compuesto cuaternizable que es el producto de reacción de:

en donde cada R1 y R2, individualmente, es un grupo hidrocarbilo C1 a C6, R es un grupo alquilo C1 a C6, y cada una de R3, R4, R5 y R6, individualmente, es un hidrógeno o un grupo hidrocarbilo C1 a C6; y ii. un agente cuaternizante adecuado para convertir el grupo amino cuaternizable del compuesto que contiene nitrógeno en un nitrógeno cuaternario.

c . un aceite de viscosidad lubricante o un diluyente volátil.

2. La composición de revestimiento de la reivindicación 1, en donde el agente acilante sustituido con hidrocarbilo es anhídrido poliisobutenilsuccínico o ácido poliisobutenilsuccínico.

3. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el agente cuaternizante es capaz de acoplar más de un compuesto cuaternizable de (i).

4. La composición de revestimiento de la reivindicación 3, en donde la relación del compuesto de (i) al agente cuaternizante de (ii) es de 2: 1 a 1:1.

5. La composición de revestimiento de la reivindicación 3 o 4, en donde el agente cuaternizante se elige de poliepóxidos, polihaluros, haluros epoxídicos, poliésteres aromáticos y mezclas de los mismos.

6. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en donde el agente cuaternizante se elige de diepóxidos o dihaluros de alquilo

7. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en donde el agente cuaternizante se elige de 1,4 butanodiol diglicidil éter o bisfenol-A-diglicidil éter.

8. La composición de revestimiento de la reivindicación 1 o 2, en donde el agente cuaternizante comprende al menos un epóxido funcionalizado con alcohol, epóxidos C4 a C14 o mezcla de los mismos.

9. La composición de revestimiento de la reivindicación 8, en donde el agente cuaternizante es glicidol.

10. La composición de revestimiento de la reivindicación 8, en donde el agente cuaternizante es epoxihexadecano.

11. La composición de revestimiento de la reivindicación 8, en donde el agente cuaternizante comprende óxido de butileno.

12. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en donde el agente cuaternizante se emplea en presencia de un disolvente prótico.

13. La composición de revestimiento de la reivindicación 12, en donde el disolvente prótico comprende 2-etilhexanol, agua y mezclas de los mismos.

14. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde el agente cuaternizante se emplea en presencia de un ácido.

15. La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde el ácido está presente en la estructura del agente acilante.

La composición de revestimiento de la reivindicación 1 o 2, en donde el agente cuaternizante se elige de sulfatos de dialquilo, haluros de alquilo, carbonatos sustituidos con hidrocarbilo, epóxidos de hidrocarbilo, carboxilatos, ésteres de alquilo y mezclas de los mismos.

La composición de revestimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende además al menos otro aditivo.

18. La composición de revestimiento de la reivindicación 17, en donde el al menos otro aditivo comprende al menos un ácido succínico sustituido con hidrocarbilo no cuaternizado.

19. La composición de revestimiento de la reivindicación 18, en donde el sustituyente hidrocarbilo es un poliisobutileno que tiene un peso molecular de 100 a 5000.

20. El uso de una composición de revestimiento preventiva del óxido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 para proporcionar la prevención del óxido a una superficie metálica, en donde el uso comprende aplicar dicha composición preventiva del óxido a la superficie metálica.

21. El uso de una sal de amonio cuaternario b. como se define en la reivindicación 1 o cualquiera de las reivindicaciones 2 a 16 para proporcionar separación del agua para una composición de revestimiento que comprende una composición preventiva del óxido.